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实现首次量产装车 无钴电池走向市场验证期
 时间:2021-09-16 10:08:35 来源: 中国汽车报网 点击: 

  近日,在2021成都车展上,蜂巢能源宣布其开发的全球首款无钴电池包正式配装长城欧拉首款SUV樱桃猫,从而实现量产装车,引发行业关注。

 

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  有业内人士就此指出,动力电池行业一只脚踏入了无钴时代。作为未来动力电池技术发展方向之一,无钴电池一直是众多企业布局的重点。在钴资源愈发紧张的背景下,无钴电池距离规模化商业落地还有多远?

 

  首款无钴电池量产装车

 

  据蜂巢能源董事长兼首席执行官杨红新介绍,基于无钴材料的特点,蜂巢能源进行了全面的体系优化设计,采用先进的高速叠片制造工艺,按照车规级AI智能制造标准,研发出世界首款真正意义的无钴绿色电池,并且顺利通过了一系列安全测试,还获得多项权威认证。

 

  据了解,此次量产装车的蜂巢能源无钴电池包总电量82.5kWh,系统能量密度170Wh/kg,采用标准平台化MEB模组,应用航空级隔热材料和轻量化设计,经过全面的性能测试和严苛的零部件安全测试,热失控等测试数据远超国家标准要求。配装该款电池的紧凑型SUV樱桃猫,常温工况下续驶里程可达600公里以上;防护等级达到IP67;低温情况下,能量保持率高,加热速度快。

 

  关于无钴电池的后续产品规划,杨红新表示,蜂巢能源无钴电池目前共规划4款量产产品,分别是无钴H系列115Ah电芯、155Ah电芯,H Plus系列157Ah电芯和无钴E系列115Ah电芯,覆盖全部车型超长里程。其中,无钴H系列115A电芯和155Ah电芯能量密度为240Wh/kg,115Ah产品已率先实现量产装车。

 

  对于动力电池行业来说,无钴电池开始装车势必让原本就风潮涌动的市场变得更为激荡。从目前市场来看,除蜂巢能源无钴电池首次量产装车外,其他主流电池厂商也在厉兵秣马。宁德时代曾宣称,公司有完整的无钴电池技术储备;LG化学也表示,将在2021年量产镍钴锰铝四元锂电池。此外,比亚迪、国轩高科等也纷纷加大低钴乃至无钴电池的研发。日前,日产汽车提出,针对今年晚些时候推出的Aria电动汽车,计划将动力电池中钴的占比降低到约10%。据悉,日产汽车希望进一步提高动力电池中镍的占比,并改善负极性能。

 

  大规模商业化有待验证

 

  钴属于不可再生的稀缺资源,全球探明的储量仅有710万吨左右。随着新能源汽车产业在世界范围内快速发展,有机构预测,2026年后钴资源就将供应不足。作为全球最大的新能源汽车消费市场,也是最大的钴产品消费国,中国已探明的钴储量仅为8万吨,占全球总储量的1.14%。

 

  在没有解决钴资源短缺有效方案的情况下,我国新能源汽车产业就只能依赖进口,这也是目前我国动力电池行业面临的资源“卡脖子”难题。而对于车企与动力电池供应商来说,钴价高企也让成本控制变得更加困难。近年来,钴价已多次上涨,持续推高的成本成为悬在新能源汽车产业头上的达摩克利斯之剑。

 

  近日,科学技术部高新技术司副司长续超前就表示,要围绕电动汽车产业链最关键的动力电池,前瞻部署新体系动力电池、全固态金属锂电池技术研究,开展无钴动力电池和工业混合态锂离子电池开发。

 

  种种迹象表明,未来动力电池无钴或少钴化将是大势所趋。不过,无钴电池由于缺少钴元素,其安全性成为业界关注和探讨的问题。

 

  “811电池的成分再‘极端’一些就是无钴电池。在811电池基础上再降低钴的比例,降成本的空间已不大了。因此,动力电池无钴或少钴化发展,主要还是从钴资源‘卡脖子’的角度考虑。”一位不愿透露姓名的动力电池企业副总裁对《中国汽车报》记者表示,在镍钴锰三元体系中,钴元素主要起到安全性作用,低钴和无钴电池最应该关注的就是安全性。“其实行业一直都在研发三元材料去掉钴后的二元体系电池,不过仅在实验室中,大规模商业化落地还有待验证。”

 

  据了解,当三元锂电池充电时,其微观结构不稳定,钻的存在可以让镍和锂稳定在自己的位置上从而提高电池寿命、容量。

 

  新能源与智能网联汽车独立研究员曹广平对记者表示,蜂巢能源的无钴电池,实际上是在三元电池基础上不使用或极少使用钴元素,目前可能与松下、特斯拉一样实现了钴用量3%以下,但完全突破三元电池中镍钴锰的协同效应非常难,能量密度虽能够维持高位,但其安全性、成本是否能超越磷酸铁锂的无钴技术路线,还需装车量产后才能得到验证。

 

  有业内人士指出,就目前的实际情况而言,无钴电池还有很长的一段路要走,在尚不具备完全成熟的技术、完善的工艺流程、优质的可替代材料及电解液前,无钴电池想要大规模商业化应用还需付出更多努力。

 

  泛无钴电池“群雄逐鹿”

 

  实际上,对于动力电池产业来说,无钴电池还有更广泛的意义,即不含钴元素的产品。曹广平认为,无钴电池采用的是否定式命名方式,所以外延比较广泛,其中就包括磷酸铁锂电池、钠离子电池及蜂巢能源的无钴电池,三者都是相对三元有钴电池而言,实现了正极材料的无钴化。而之所以说无钴电池是趋势,是因为目前钴矿和钴材料在地球上的资源有限,并且回收循环利用困难,也就是说不可持续,其结果是价格降到一定程度将无法再降。

 

  随着新能源汽车行业内市场驱动力的不断增强,整车需求开始分化,动力电池的技术路线也呈现多元化发展态势。今年以来,磷酸铁锂以成本及安全性优势大获市场认可。今年7月,国内磷酸铁锂电池产量为9.3GWh,超过了三元锂电池。今年前7个月,国内磷酸铁锂电池的总产量也已超过三元锂电池。

 

  今年7月底,宁德时代发布钠离子电池,为动力电池行业注入了新的“血液”。据介绍,该款产品的电芯单体能量密度高达160Wh/kg,下一代钠离子电池的能量密度还将提高到200Wh/kg。

 

  不过,业内很多钠离子电池尚未实现商业化,许多数据仍来自实验室,技术待进一步验证和发展。在曹广平看来:“钠离子电池目前已可以小批量试产,但要大规模应用还需过工艺关、质量关、上车关、使用关,并且其进一步推广受限于能量密度较低等短板。”

 

  固态电池因其高安全性、高能量密度等优势,成为业内公认的未来发展趋势,但成本较高及技术难点仍是挑战。目前,不少车企和动力电池供应商均在此领域布局,比如,丰田汽车、LG化学、三星SDI、宁德时代、国轩高科、蜂巢能源等都在开展固态电池的研发。

 

  “除磷酸铁锂已非常成熟,市场容量很大外,现在很难预测未来无钴电池大规模商用的时间点。因为对于任何技术路线来说,都需要先进行市场尝试,看到反馈和效果后才能进行下一步的推广。动力电池企业也需要‘摸着石头过河’。”前述动力电池企业副总裁对记者说。

 

  实习编辑:高晨旭

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