可绕地球50圈,使用16年!宁德时代(300750)超级电池来了


发布时间:2021-05-04 09:13 作者:轩越

目前,市面上大部分电动车,其官方保证的电池可使用的总里程数是25万公里、寿命为8年。

可绕地球50圈,使用16年!宁德时代(300750)超级电池来了

“如果有企业下订单,我们立刻可以投入生产。”曾毓群表示。但他并未透露如今是否已经有客户与其达成长期合作。

事实上,目前全球多个动力电池生产商都在研究更长寿命的动力电池,国内电池公司蜂巢能源在5月份展示了其研发的寿命达百万公里的电池,而通用汽车也宣布了将推出寿命超过160万公里的动力电池。

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与特斯拉在加强的合作

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在此之前,特斯拉也曾表示正在研发总续航达百万公里的电池。后被证实该电池系与宁德时代合作制造,并且首先将在中国推出。

早在今年2月份,宁德时代就对外宣布已与特斯拉已经签订了量产供货定价协议,特斯拉将向宁德时代采购锂离子动力电池。

在5月的业绩说明会上,曾毓群表示,宁德时代对特斯拉供货时间大概是今年下半年,并且供货不限于磷酸铁锂或者三元电池,具体供货产品取决于市场需求。同时,他也表示公司与特斯拉的合作不局限于国内,这意味着特斯拉正在柏林兴建的新工厂也有望用上宁德时代的动力电池。

特斯拉同时在自主研发电池

特斯拉同时表示,特斯拉将自主研发电池,具体细节将在今年的电池会议上公布。目前,特斯拉已开启“Roadrunner”动力电池自产计划,生产线位于美国弗里蒙特的工厂。同时,特斯拉提交了新专利,采用一种新的电池锂化工艺制造电池电极,该电极能够大幅提升电池的性能。

特斯拉的自主研发是否会对宁德时代带来冲击,曾毓群表示:“马斯克告诉我,特斯拉希望自己做电池。据我了解,他们的技术路线对我们不会有冲击,双方在共同探讨如何把电池做得更好。”

宁德时代失去全球第一宝座

业内人士指出,动力电池领域现在实力企业竞争很激烈,不进则退,宁德时代在目前推出百万公里续航电池技术,有巩固地位之考量。2020年一季度,超过三千亿市值的宁德时代失去其此前的全球动力电池老大的位置。

根据市场调研机构SNEResearch发布的动力电池调查显示,2020年第一季度,LG化学以27.1%的市场份额击败了最大的竞争对手松下和宁德时代,成为了全球市场占有率第一的动力电池企业。松下和宁德时代分别以25.7%和17.4%的市场占有率位列第二和第三,除了这三家企业外,别的电池厂商的市占率均在10%以下。

与此同时,宁德时代2020年第一季度财报显示,公司实现营业收入90.31亿元,同比下降9.53%;实现净利润7.42亿元,同比下降29.14%。受到疫情影响及市场影响,新能源汽车装机量大幅下降,导致公司一季度动力电池销售收入下滑。

超级电池,是新标杆还是噱头?

目前动力电池的保修期约为8年或24万公里,对比之下就能发现百万公里续航电池将会把动力电池的使用寿命提升了数倍。超级电池是不是真的来了?

“百万公里续航意味着充一次电如果能跑500公里,那么可以充两千次。”资深汽车行业分析师张翔说,他很看好宁德时代的百万公里续航电池。在张翔看来,提升续航电池能力,不需要对现在电池技术进行根本改变,而是通过改进实现安全性、稳定性、耐久性的提高就可以了。

不过,动力电池专家、罗兰贝格总监时帅则指出,百万公里续航电池是技术的进步,但概念本身有点噱头,说白了其实就是延长电池的寿命,字面上叫百万公里续航。普通的电池在退役之前能支持几十万公里,用一些技术改良手段把电池寿命增加了,是比较常规的电池革新动作。

三种技术路线可实现电池长寿命

宁德时代并未透露是如何实现超常寿命的,但从三星、特斯拉和通用此前公布的长寿命电池的细节来看,整体技术路线应该差不了太多。

从现在的信息来看,主要有三种技术路线。

首先就是特斯拉的技术路线。

从特斯拉现有的技术储备如干电极技术、电解质技术和超级电容技术来看,特斯拉自产的动力电池极有可能是NCM三元锂电池,第一代电芯产品的能量密度可能会在300Wh/kg左右,后续会逐步攀升至500Wh/kg。

其电解质添加剂可能会选用2%碳酸亚乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸锂、1%二氟磷酸锂这三种电解质添加剂组合中的一种,得益于优异的电解质性能,其电池的循环寿命将能够达到100万英里(约合160万公里)。

其次是三星的固态电池技术路线。

三星首先通过银碳复合材料与不锈钢(SUS)集电器减少了负极锂离子过量不均匀沉积,并采用锂离子迁移数更高的硫化物固态电解质(一般液态电解质锂离子迁移数为0.5,硫化物固态电解质锂离子迁移数为1),减少了电解质中锂离子的沉积,在负极与电解质两个区域内减少了锂枝晶形成的可能性。

其次,三星对NCM正极层进行了LZO涂层的涂覆处理,使用0.5nm的LZO涂层将正极材料与硫化物固态电解质分隔开,并通过LZO涂层自身良好的电导率实现阻抗的减小,用以提升电池系统的库伦效率。

与此同时,LZO涂层与银碳复合材料层的存在也阻断了硫化物固态电解质与正负极产生副反应的可能,最大限度地保证了固态电池在工作过程中的正常表现与可循环性。

通过这套解决方案,三星的全固态电池实现了900Wh/L的能量密度、1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率。

三星克服了锂枝晶的形成、界面阻抗导致的库伦效率低、固态电解质与正负极产生副反应等固态电池的难题,也为长续航固态电池的量产迈出了关键一步。

最后,就是以通用和LG化学为代表的弱钴化路线。

通用和LG化学在3月份新推出了一款新的新电池Ultium,这是一款四元锂电池,技术原理是通过向NCM三元锂正极材料,混入少量的铝元素,使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时,也能维持较稳定的状态,还能够有效减少钴元素在电池中的比例,降低成本。

NCMA四元正极材料在多轮充放电循环后,H2-H3(指正极材料微裂纹增加到难以复原的状态,引起电池内部参数变化)的不可逆相变电压保持稳定,材料内部微裂纹较少,正极材料中过渡金属的溶解情况不明显。同时,NCMA正极材料的放热峰值温度也更高,热稳定性更强。

四元锂电池同时具备高能量密度、高稳定性、低成本的优点,也能够实现更长的使用寿命。

此外,通用汽车执行副总裁DougParks在一次线上投资者会议上表示,通用汽车正在研究一种的新的动力电池,这种动力电池的使用寿命将会突破100万英里(约合161万公里)。从通用和LG化学此前的技术路线上来看,通用新的动力电池也大多会从四元锂电池的技术上出发。

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