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寿命达百万英里,动力电池2020年将突破临界点

2020-08-20 浏览次数:2,385 次 AutoR智驾


8月17日,特斯拉股价上涨11.2%,收盘价为1835.64美元,正式突破1,800美元大关,再创历史新高。随着特斯拉股价的飙升,该公司CEO埃隆·马斯克身价暴增78亿美元,达到848亿美元,成为全球第四大富豪。

至于上涨的原因,有多方面的猜测,但可能性最大的是特斯拉即将在9月22日举行的特斯拉电池日,将会发布特斯拉电池最新进展。

外媒表示,特斯拉有望揭示将极大改变电池行业的信息。该公司目前正在弗里蒙特建设一条电池生产线。柏林工厂还将拥有电池生产设施,这将使该公司不仅能够为其自己的车辆生产电池,而且还可能向第三方供应电池。 特斯拉在2020年上半年显示出强劲的业绩,进一步增强了投资者对该公司持续快速增长的信心,特斯拉股价今年以来已上涨339%,该公司目前的市值为3,410亿美元,超过了丰田,大众和戴姆勒的总和。 摩根士丹利也在昨日表示,特斯拉不仅应被视为汽车行业。各个领域的最佳专家都致力于为Elon Musk工作。特斯拉继续收集资产,技术和必要的人才,以开展垂直整合电池业务,从而改善行业成本曲线。

该公司在电池生产领域取得了飞速发展,并有可能扰乱EV电池行业,并进一步扩大整个领域。

至于电池日的具体内容,也有一些捕风捉影的信息值得参考。

据美国科技媒体Electrek近日报道称,特斯拉电池专家杰夫·达恩领导的加拿大电池研究团队,即将突破新型下一代电池能量密度技术障碍。突破这一障碍后,下一代电池单元能量密度有望达到“革命性的空前高度”,并且电动汽车的电池使用寿命也会延长。 达恩团队发表的一篇论文公布了这一技术发现,即通过电解质溶液来解决无阳极电池缺陷。特斯拉一直在努力开发具有百万英里续航能力的电池,这可能会在9月22日的公司电池日活动中揭晓。

该团队在论文中写道,“我们证实使用双盐碳酸盐电解质可以延长无阳极电池的使用寿命。在实验中采用(2.6gAh -1)液体电解质参与无阳极电池的降解过程,使用扫描电子显微镜和X射线断层扫描观察原始锂形态的退化,并使用核磁共振光谱和超声投射图谱诊断电解质降解和耗竭的原因。”按照论文的说法,其能量密度达到360Wh/kg,体积能量密度达到1000Wh/L。“如此高的能量密度可以使电动汽车的续航里程增加约280公里,甚至可以实现城市电气化航空。”达恩团队在论文中写道。 特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)此前透露,他曾设计过一架商用电动飞机,并估计锂离子电池需要达到400Wh/kg的能量密度时,才能使电池击败燃油使他的电动飞机计划可行。

现阶段特斯拉车型所使用的电池寿命仅为50万公里左右,远没达到160万公里。新型电池生产之后,意味着特斯拉电动车的使用寿命将会比现有寿命延长了至少两倍,电池寿命将不会成为电动车的发展瓶颈,而特斯拉的路径依然是优化和改变电解质的材料,在提高电池续航的同时更加注重电池寿命。

各品牌的发展路径和侧重点各不相同
丰田,作为销量最多的传统汽车品牌,目前在新能源产品市场投放上仍然保守,但却在电池的研发中丝毫没有松懈。

外媒报道,丰田正与日本京都大学的科学家们合作研制一种新型氟离子电池,此种电池单位重量的能量大约是传统锂离子电池的7倍,还能让电动汽车的续航里程达1000公里。

据报道,该团队已经研发出该款可充电电池的原型。该电池采用固态电解质,阳极由氟、铜和钴制成,阴极主要由镧制成。 据称,由于单位重量的能量密度高于锂离子电池7倍,在安装空间大小相同的情况下,新款氟离子电池可显著提升能量容量。目前尚不清楚京都大学所测试的原型电池还有多长时间可以量产。

其实,丰田并不是唯一一家研究氟离子电池的公司。德国卡尔斯鲁厄理工学院或亥姆霍兹研究所也在测试此类电池,不过此类电池还没有实现量产。 没有实现量产的原因在于它们只能在高温下工作,其固态电解质必须加热到一定的温度,才能导电,而电极在高温下会膨胀。因此,丰田和京都大学的研究人员希望采用钴、镍和铜制成的合金来解决上述问题。

而国内电池的迭代速度也在明显加快。
作为新能源汽车三大核心零部件之一,动力电池产业的总体生存状况基本由新能源汽车“主宰”。行业起步十年来,锂离子动力电池技术飞跃,与新能源汽车一起“水涨船高”:能量密度提升了两倍以上,成本降低到80%以上,并诞生了以宁德时代、比亚迪等为代表的领军电池企业。 比亚迪刀片电池从设计上减少了动力电池无能量部件的使用,在PACK层面提升了磷酸铁锂电池的能量储存密度,使磷酸铁锂电池体积比能量密度提升50%,配装磷酸铁锂电池的电动汽车也达到了500公里以上的续航里程,让这种成本低、安全性好,但能量密度也低的电池焕发了新的生机。

6月初,宁德时代宣布研发出16年超长寿命或200万公里行驶里程,成本相比当前电池仅增加不超过10%的新技术,这一技术适用于磷酸铁锂和三元电池。宁德时代新能源科技股份有限公司董事长助理孟祥峰指出,追求高能量密度、追求高续航的方向没有错,那是未来新能源汽车和电池竞争的关键点,但是要把安全问题解决好。

中航锂电 CMO谢秋则认为:安全是个系统工程,需要从材料、电芯的设计改善、制程的控制和检测技术,还有电池包的安全设计等各个维度去考虑,包括生命周期、充电策略的管控优化。

降低钴用量,探索高镍无钴材料,以降低电池成本;探索电池补锂技术,结合热管理和BMS窗口控制技术,以开发长寿命电池;大力开发固态电池,以提高电池安全性,正成为电池企业积极探索的方向。

中国电池供应正在受到冲击
公开数据显示,1-6月特斯拉销量超过4.5万辆,占到国内所有新能源汽车销量的五分之一以上,作为电池供应商,LG与松下随之产量激增,合计占到电池市场的16%。在此情形下,中国动力电池企业所面临的竞争压力将更大。

上半年以来,受新能源汽车产销量影响,国内配套动力电池装机量呈现相同走势的波动。7月10日,工信部数据显示:上半年新能源汽车产量约35.2万辆,同比下降42.2%。动力电池装机量约17.5GWh,同比下降41.7%,降幅几乎“一致”。 整体销量在下降,国内动力电池市场并不平静。伴随特斯拉国产后的销量剧增,合作电池企业LG化学、松下迅速跻身前列。LG化学更以装机量2488.8MWh、同比增幅达44764.1%的惊人数字改写了原有市场的格局。

不过随着近两个月新能源车型销量的恢复,宁德时代也逐渐追了上来,动力电池应用分会数据显示,7月份中国市场新能源汽车软包电池装机量约为314.08MWh,其中前五名分别为宁德时代、捷威动力、LG化学、孚能科技和亿纬锂能。这是宁德时代在今年6月软包电池装机量中跃居第一后,连续两个月软包装机量排名第一。

因此我国电池供应商的位置并非稳固,仍然受到多方势力的压力,因此电池技术的革新也将是未来很长一段时间供应商最重要的事情。 可以说,2020年的动力电池市场将是动荡和变革的一年,电动汽车品牌竞争激烈、日韩系企业突围、市场排名位置轮换、订单持续向头部企业集中、不同技术路线纷争上游。

但对于消费者来说,更多的新技术将会面世,全新电池无论是价格、能量密度、寿命、可靠性都会产生更快的迭代提升,新能源车在实用性上也正在一步一步逼近传统燃油车。

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