本文综合自盖世汽车网(杨晓红)、日新社ID(燕十柒)
7月9日,长城汽车旗下子公司蜂巢能源举行产品及战略发布会,面向全球首发无钴材料和四元材料电芯产品,并布将于2025年在全球实现约100GWh电池产能布局。但很快有业内人士对其所谓四元电池、无钴电池技术提出质疑。
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蜂巢能源
蜂巢能源前身是长城汽车动力电池事业部,自2012年起开展电芯的预研工作,2018年2月独立为蜂巢能源,总部位于江苏无锡,是一家专业从事汽车动力电池材料、电芯、模组、PACK、BMS、储能、太阳能研发和制造的新能源科技公司。
2019年5月蜂巢能源PACK装机量为207.9MWh,环比增长了1305%,排名第6位 。装车量为6078辆,为长城汽车提供配套。此外,蜂巢能源还与宝马和PSA进行业务洽谈。
在产能规划上,蜂巢能源位于常州金坛的项目一期规划产能4GWh,预计2019年10月份量产,二期项目规划8GWh,同时还和捷威动力合资在盐城规划建设3GWh的软包电池项目。
未来蜂巢能源表示将于2022年登陆科创板,并斥资20亿欧元在欧洲建设24GWH大型动力电池工厂、配套正极材料工厂和电池技术中心,全球工厂建设到2025年投入大于260亿元,2025年国内规划产能达到76GWh、全球产能达到100GWh。
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何来四元电池、无钴电池?
目前我们常听说的几种锂离子电池都是按照其正极材料命名,如目前常见的磷酸铁锂电池、高镍三元电池等。NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)凭借着高容量的特性成为了下一代高比能锂离子电池正极材料的有力角逐者,目前国内主要还是以NCM811材料为主,而日本电池企业则更多的关注NCA材料。
不过在继续提升能量密度方面,两种材料都有其局限性,NCA材料在循环中颗粒更容易发生粉化和破碎,NCM材料在循环中则面临着过渡金属元素溶解和溶解的过渡金属迁移到负极表面,造成负极SEI膜持续生长等问题。
在以高镍体系为共识的前提下,包括松下、LG、宁德时代等国际主流动力电池企业都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力电池的研发方向。
在此背景下,蜂巢能源正式发布了全球首款基于无钴材料的电芯产品。据蜂巢能源介绍,无钴材料性能可以达到NCM811同等水平,但电池材料成本会下降5-15%,这样电芯的整体综合成本可以降低5%,而且原材料的供应更加稳定、有保障。无钴化关键技术还可提高电性能;减缓晶体在充放电过程的体积变化,稳定结构,提高循环寿命和安全性。
此外在兼顾安全的前提下,为了进一步提高电池能量密度,蜂巢能源表示率先开发出四元正极材料,并基于该材料发布全球首款四元材料电芯。即在NCM体系的基础上掺杂Mx,Mx掺杂会使一次颗粒之间的边界强度增强,因此会减少在有害的相转变过程中微隙的形成。使其循环性能优于NCM811材料,同时能实现耐热更好、产气少、安全性更高的特点。最终呈现在动力电池上就是容量更高、寿命更长、安全性更好。
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蜂巢能源吹牛?
先说高镍,因为饭要一口一口地吃,你总得先掌握了高镍,再从里面把钴给剔除吧。可笑的是,真实情况却是,无论是前驱体还是正极材料(野心勃勃的蜂巢都要自研自制),无论是开发生产还是难度更大的下游应用,合格的高镍NCM 811对于蜂巢来说都还是没影儿的事。
这两年,高瞻远瞩的魏总挖来格林美的团队搞前驱体,招来韩国人做高镍正极,可到现在一条中试线来来回回,还是没能生产出合格的811正极材料出来。
以其现在的技术水平(以及自知之明),能够真正成熟掌握并且应用的也就523的水平,甚至连622都够呛(他们的人亲口说的)。
据来源可靠的小道消息称,C公司早在两年前就已经开始秘密地做高镍材料的研发和应用技术储备了,但由于碰上了不少当时难以解决的问题就一直捂着没有推出来(这才是大厂该有的低调、务实和谨慎态度)。一直到去年底今年初才正式推出来,少批量(正极811+石墨负极)应用到宝马X1混动上,为什么向来不激进的宝马敢用?那是因为由于电芯整体的能量密度较高,在应用时反而可以有更多的容量去增加一些安全性的措施来保证整体安全性。
要论技术水平,在国内C公司说自己是第二,有人敢说自己是第一么?在高镍上连C都尚且如此小心低调,你自己有几斤几两难道心里没点数吗?
再说无钴,三元材料中钴的作用是提高电子电导率,降低极化,但钴同时又具有强烈的催化作用,能催化电解液分解产气,凡事有利有弊嘛。不过电池厂对钴最大的意见来源可能是这种小金属价格贵不说,还整天暴涨暴跌上蹿下跳让人不得安生,把整个产业链都快整出心脏病来了。
那所谓无钴材料是蜂巢首创首发吗?
最早提出无钴理念并付诸实践的是日本公司好不啦?早在2015年,松下就完成了无钴材料的开发,并且实现了相关电芯的小批量化。而放眼全球,基本上也就松下具有无钴化的能力,而且即便是松下,也不敢将无钴材料应用到动力电池上,而是先在其他领域尝试尝试。
一家连高镍811还玩不转的电池厂,就先歇歇吧。
最后说所谓的「全球首发的四元正极材料」。
最起码,「四元正极材料」就不是什么「全球首发」,早在2018年2月12日(公告日:2018年7月17日),成都理工大学就向国家专利局提交了一项《一种四元锂离子电池正极材料及制备方法》的专利申请,只不过不是NCMA(镍钴锰铝)而是NCMF(镍钴锰铁),通过向三元材料中引入第四元素铁,最终起到稳定正极材料层状结构提高电池循环稳定性的作用。
所以所谓「四元正极材料」压根也就不是什么「全球首发」,连NCMA也不是。去年5月的时候,LG化学首席财务官郑和永(Chung Ho-Young)在接受媒体采访时,就明明白白地说LG化学正在研发NCMA材料,并计划到2020年实现大规模生产。
而在杉杉股份的2018年年度报告里面,白纸黑字地写着「公司重点开发了NCMA多元材料,目前还处于小试阶段。」咋又成了蜂巢的「全球首发」了呢?
再者,所谓的NCMA四元材料本质上可以说是在NCM材料基础上再加了一次包覆处理,或者也可以看成是NCM与NCA的融合。国外已经有实验证明,NCA比NCM在材料稳定性和循环寿命方面具备一定优势,所以NCMA也就具备两种材料的优势集合。
这不难理解,一般来说,每种元素都有各自的优势,多种结合一起就能发挥出最好的性能,所以掺杂元素越多,理论上材料的综合性能就越好。但话又说回来,掺杂的元素越多就越难控制,因为元素越多,变量就越多,找到最优解就越难,并且元素多了,均匀性就是个问题,且更容易形成杂相,制备工艺也就越难。
所以话又说回来,连三元材料都还没搞定呢,就先别谈什么四元了。
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