无钴电池(811电池遭口诛笔伐蜂巢无钴电池率先上路新能源汽车又闹革命)

2022-10-10 15:12:46 证券 ketldu

无钴电池文章列表:

无钴电池和磷酸铁锂的区别

无钴电池和磷酸铁锂电池的区别就是,无钴电池就是不含钴的电池,磷酸铁锂电池就是含有铁锂的电池。

无钴电池



无钴电池占C位

最近2个月,新冠肺炎肆虐,汽车企业也积极投身到了这场声势浩大的全面战“疫”中。但整个车市受疫情因素的影响非常大。2020年3月12日,中国汽车工业协会发布的数据显示,1-2月,新能源汽车产销量为53840辆和59705辆,同比下降63.8%和59.5%。

而作为新能源车的核心标配电池,自然也难以幸免。根据工信部汽车生产合格证数据,2020年1-2月,我国动力电池装车量为2.9GWh,同比下降59.6%,其中三元电池和磷酸铁锂电池分别为2.1GWh和0.8GWh,同比分别下降60.4%和54.1%。

但是,令人意外的是,已沉寂多年的磷酸铁锂电池重回业界视野,开始“爆红”起来,声浪甚至超过老大三元锂电池,由此还掀起了一场无钴和有钴之争。

磷酸铁锂电池属无钴电池,而三元锂电池属有钴电池,两者综合性能存在差异,但目前后者强于前者。因此,有人发出疑问:磷酸铁锂电池是不是“减配”或者技术的倒退?但业内有一个基本共识,低钴和无钴化电池是未来动力电池的发展方向,而三元锂电池需要在能量密度、成本和安全性之间寻求平衡。

未来,以磷酸铁锂(LFP)为代表的无钴电池能否占据动力电池市场C位?以三元锂电池为代表的有钴电池又将何去何从?《汽车观察》记者采访和研究后认为,尽管动力电池的技术路线越来越清晰,但还不能简单地论断最终孰赢孰输。

磷酸铁锂:死灰复燃?

2020年,业内几家头部企业将磷酸铁锂电池重回聚光灯下。1月,比亚迪宣布将推出基于磷酸铁锂技术的“刀片电池”。2月3日,宁德时代公告称,与特斯拉达成合作。外界普遍推测,宁德时代应该是向特斯拉提供磷酸铁锂电池。2月19日,外媒报道,特斯拉同意从宁德时代采购磷酸铁锂电池,主要用于其在中国生产的Model3车型上。

2月21日,特斯拉上海超级工厂回复用户时又说:“请留意四月特斯拉的电池发布会。无钴,不代表一定是磷酸铁锂。”这让外界有点摸不着头脑。

不过,宁德时代公告同时强调,特斯拉没有责任和义务必须购买公司产品,对产品采购量不作保证,将根据后续具体订单提出采购需求。而特斯拉CEO马斯克透露的信息是合作是小规模的。这更激起了外界强烈的好奇心。

其实,两年前的2018年,宁德时代也曾发过类似公告。当时外界盛传宁德时代和特斯拉要合作。宁德时代默认双方接洽过合作事项。双方最终在电池技术标准、规格等方面没有达成共识,所以双方没有签署合作协议。这次应该有戏,因为特斯拉已经拉开了国产化序幕。

而关键的问题是,在特斯拉、比亚迪、宁德时代三家业内头部企业的加持下,磷酸铁锂电池又被拉回到公众视线中,并将无钴电池卷入舆情之中,进而引发舆论对动力电池技术路线的新思考。

与中国的电池企业不放弃磷酸铁锂电池技术不同,近几年,日本、韩国的电池企业主要开发三元锂电池,包括镍钴锰酸锂三元材料。比如,丰田和松下合资成立的PanasonicEV能源公司、三星和LG等。在日本、韩国,磷酸铁锂被认为是落后的技术,所以几乎不生产。而美国的企业也开发磷酸铁锂电池。

总之,无论中国还是日本、韩国或者欧美企业,都是各取所需,并由此逐渐形成不同的动力电池技术路线。

两条技术路线:磷酸铁锂VS三元锂

环视全球动力电池市场,尤其中国新能源汽车市场,无论是在乘用车还是在商用车领域的应用,总体而言,目前三元锂电池和磷酸铁锂电池已成为两条主流的技术路线。

因为磷酸铁锂电池不含钴,而三元锂电池含钴,因此某种意义上说,它们也是无钴和有钴的两条技术路线,各有千秋。

相对而言,磷酸铁锂电池具有成本较低、安全性高、循环寿命长、上游基础材料供应稳定等优势,当然也有其弱势所在。三元锂电池也是如此。

磷酸铁锂电池和三元锂电池各有优劣,现实中该如何选择这两条技术路线,需要综合权衡,尽可能取得相关要素之间的平衡。

尽管磷酸铁锂电池经过技术创新手段获得了相应的发展,但就整个动力电池市场格局而言,三元锂电池依然占据主流市场地位。

2019年,我国动力电池产销量约为85.4GWh和75.6GWh。其中,三元锂电池产量约为55.1GWh,占总产量的64.6%,同比增长40.8%;销量约为53.0GWh,占总销量的70.0%。而磷酸铁锂电池产量约为27.7GWh,占总产量的32.4%,同比下降1.2%;销量约为20.6GWh,占总销量的27.2%。

2019年,我国动力电池装车量约为62.2GWh,同比增长9.2%。其中,三元锂电池装车量约为40.5GWh,占总装车量的65.2%,同比增长22.5%;磷酸铁锂电池装车量约为20.2GWh,占总装车量的32.5%,同比下降9.0%。

总之,一些业内人士很看好磷酸铁锂电池的发展前景,甚至认为实际使用中磷酸铁锂电池比三元锂电池更具合理性。不过,三元锂电池与磷酸铁锂电池作为目前动力电池市场的两条主流技术路线,在不同的细分市场的确各有优势,而且在创新中会有动态演进,但在可预见的未来不存在谁完全取代谁的问题。

全球市场:中日韩走在欧美前面

放眼全球市场,宁德时代和比亚迪既是中国又是全球动力电池领域的头部企业。以它们为代表的中国动力电池企业和日本、韩国的同行目前已经占据全球市场的主导地位,而总体上欧美的同行尚处于追赶态势。

日本

提起锂电池就不得不首先想到日本,而日本锂电池技术的当今地位却与一位美国科学家息息相关。

1970年代后期,一种使用金属锂作为电极的电池凭借其储能优势受到市场青睐,掌握该项技术的加拿大公司MoliEnergy也开启了霸占全球电池市场的腾飞之路。但这种电池问世不到半年,就因起火爆炸的问题,而被全球召回。MoliEnergy最后也难逃被被日本NEC公司收购的命运。

1980年,一位原本专攻固体物理、仅上过两门化学课程美国人发现钴酸锂(LiCoO2)可以作为电池正极材料。但由于MoliEnergy的教训太过惨烈,美国没有一家企业敢接这项发明。美国不敢接的烫手山芋,正处于经济腾飞期的日本敢接,风头正盛的索尼接过这项技术并将其与自己掌握的石墨负极技术结合,并在1991年发布了世界上*商用锂离子电池,并一跃成为行业老大。而这位美国人正是2019年刚刚获得诺贝尔化学奖的“锂离子电池之父”JohnB.Goodenough。

钴酸锂-石墨体系架构奠定了日本锂电池的技术的基础,由于众所周知的原因,钴作为战略资源成本一直高居不下,此后日本先后将技术转向锰酸锂、镍酸锂、镍钴酸锂,直到最后在镍钴酸锂的基础上掺入铝,形成了当前的主流技术之一—NCA(镍钴铝)三元材料体系。

2008年,松下收购三洋,持续在电池领域发力,并一举成为全球新的霸主。随着特斯拉的蒸蒸日上,松下凭借与特斯拉的紧密合作也成为动力电池的巨头,市场份额仅次于宁德时代。而昔日霸主索尼则在2016年底出售了旗下的电池业务。松下凭借消费锂电业务所积攒的扎实基础,将圆柱型封装工艺的高成熟度、高一致性的先天优势发挥到了*。

回顾松下与特斯拉的合作历程,从特斯拉的*电动车Roadster到*的Model3,采用的均是圆柱形封装形式。松下电芯技术的提升集中体现于正极材料和圆柱尺寸的改良,正极材料从最初的的钴酸锂转向现在NCA三元材料,尺寸上从18650型号开始转向21700型号,所有的改变不为别的,就是现在行业共同追求的目标:能量密度和成本。松下应用于Model3上的21700型号电池能量密度能达到340Wh/kg,成为当前市面上能量密度*的电池。

AESC是日本另外一家很早就布局动力电池的企业。2007年,日产和NEC合资建成AESC,从日产的背景就能看出其瞄准的是新能源汽车市场。同年上市的日产Leaf便采用AESC研发的动力电池,日产Leaf的热销也让AESC迅速扩大了市场份额。AESC动力电池采用软包设计,正极采用锰酸锂材料,虽然价格便宜,但能量密度过低,当市场主流向高镍三元材料倾斜之后,AESC也因为其技术路线的错误选择,最终于2019年被中国远景集团收购。

日本的汽车巨头丰田也一直是动力电池的重要玩家,1996年与松下共同组建合资公司PEVE(PrimearthEVEnergy),生产镍氢电池及锂电池等环保车用电池。凭借镍氢电池技术,1997年丰田推出全球第*大规模生产的混合动力汽车普锐斯。丰田随后增加了对PEVE的掌控权,持股比例增至80.5%。2019年,据《日经新闻》报道,PEVE将在中国建立第四家混合动力汽车电池工厂,以满足日益增长的混动车需求。丰田还在为纯电动车型研究固态电池技术,并计划将其应用到下一代汽车产品中。

韩国、美国、欧洲的动力电池发展状况如何?(详细内容请见《汽车观察》杂志3月刊封面故事。)

世界主要国家对新能源汽车的发展绘制了宏伟蓝图,并制定了行动路线图。我们相信,动力电池产业也将随之而获得持续发展,无论是无钴或少钴电池还是有钴电池将出现更多、更好的创新技术,进而反哺于新能源汽车的发展。

欲阅读本文详细内容,敬请翻阅《汽车观察》杂志3月刊封面故事《无钴电池占C位?》一文。

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无钴电池会成为未来纯电动汽车电池的主流吗

要回答这个问题,我们首先需要了解一下什么叫无钴电池。所谓无钴电池,就是电池在生产中并不含有钴元素的电池,就目前纯电动汽车所搭载的三元锂电池和磷酸铁锂电池来说,磷酸铁锂电池并不含有钴元素。而钴本身就是贵金属的元素,无钴电池意味着可以降低生产成本。但是即便如此,无钴电池是否能够成为未来电动汽车的主流,我们还不能短期内下结论。

首先,就目前纯电动汽车所搭载的两种电池来看,三元锂电池能量密度较高,对于纯电动汽车来说意味着可以提供更长的续航里程。而这样就可以在一定程度上降低里程焦虑,提高消费者的用车便捷性。但是三元锂电池生产成本较高,拉高了整车的售价,这点也是深受消费者所诟病。所以对目前的动力电池来说,一是要求成本下降,二是要求缓解里程焦虑。而无钴电池在成本下降方面具有一定的优势,但是对于缓解里程焦虑并无太大裨益。

另外就目前的无钴电池-磷酸铁锂电池来说,虽然技术上也在不断提升。比如比亚迪的刀片电池和宁德时代的CTP技术,都在一定程度上提高了能量密度,降低了生产成本。而再加上磷酸铁锂电池的稳定性和使用寿命要高于三元锂电池,所以受到的关注度不断增加。不过不论是比亚迪的刀片电池,还是宁德时代的CTP技术,严格意义上来看依然是结构上的创新,并未涉及到材料方面,所以也只能够在短期内扩大市场规模。

总结:无钴电池由于可以降低生产成本,而且也提升了能量密度,所以具有一定的市场规模。但是目前纯电动汽车的动力电池依然存在稳定性较低和生产成本较高的问题,所以仍然需要依靠新材料和新技术的革新。那么从长远来看,无钴电池就不是未来电动汽车的主流。

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特斯拉所说的“无钴电池”是什么它相比三元锂电池有何不同

近日,关于“特斯拉可能会在国产车型上使用宁德时代无钴电池”的消息在新能源圈掀起了一阵不小的风波,同时资本市场也迅速作出反应,多家钴业企业的股价瞬间跌停。那么特斯拉所说的“无钴电池”是什么?本期的电动湃《有问必答》栏目,湃客和大家聊聊自己的看法。

无钴电池,顾名思义就是不含钴元素的电池。而现如今我们常见的三元锂电池,大都是NCM(镍钴锰)或NCA(镍钴铝),它们或多或少都会存在钴元素。而LFP(磷酸铁锂电池)则不含钴元素,所以外界普遍猜测特斯拉此次和宁德时代商谈的应该是磷酸铁锂电池。如果特斯拉所说的无钴电池真的就是磷酸铁锂电池,是否意味着特斯拉将放弃三元锂电池、转投磷酸铁锂电池的怀抱呢?

其实关于磷酸铁锂电池和三元锂电池的缠斗从来都没有停止过。相比三元锂电池,磷酸铁锂电池具有热稳定性好、安全性能高、循环寿命长等优点,比如曾经有实验结果表明,三元锂电池在3900次循环后剩余容量为66%,而磷酸铁锂电池在5000次循环后剩余容量为84%。但是在电池的能量密度方面,磷酸铁锂电池不如三元锂电池。

2012年之前国内基本都是以磷酸铁锂电池为主要技术路线,可是后来随着特斯拉在2013年实现盈利,让人们看到了三元锂电池的潜力。另外国内近些年的新能源补贴金额基本都和高能量密度挂钩,而之前的LFP磷酸铁锂电池很难满足高能量密度的要求,所以渐渐被许多新能源乘用车所淘汰。

不过有得必有失,三元锂电池在提供高能量密度的同时,其安全隐患也不容忽视。特别是在NCM镍钴锰三元锂电池的元素配比渐渐从5:2:3升级到6:2:2再升级到8:1:1,三元锂电池的稳定性越来越差,自燃事件屡见报端。

不过就在大家都以为“无钴电池”就是磷酸铁锂电池时,特斯拉又放出了一个烟雾弹,称“无钴不一定是磷酸铁锂”。同时特斯拉还透露其自行研发的动力电池是*超级电容电池,这无疑为“无钴电池”蒙上了一层迷雾。

其实超级电容并不是一个新概念,它已经被广泛运用在自动启停蓄电池上。超级电容的特性正好和三元锂电池相反,那就是长寿命、高稳定性和低能量密度。如果特斯拉所说的“无钴电池”真的就是超级电容的话,那么对于整个动力电池产业的改变将是颠覆性的。不过近几年并没有听到过超级电容在技术方面的颠覆,反倒是磷酸铁锂电池在不断得通过新技术提升电池能量密度。所以湃客认为特斯拉所说的无钴电池是超级电容的可能性不大,磷酸铁锂的概率更高一些,或者是两者的结合。

以上就是本期电动湃《有问必答》栏目的全部内容。你认为特斯拉提到的“无钴电池”是什么呢?欢迎在下方和我们互动留言。

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811电池遭口诛笔伐蜂巢无钴电池率先上路新能源汽车又闹革命

宁德时代放弃NCM811电池?这是一条被辟谣的消息。但事实是,包括广汽、吉利、上汽、蔚来、小鹏等主流自主品牌已经把电池选择逐步转向相对安全的NCM523,另外部分车企除高端车型外,也将目光转向NCM523电池。

NCM811正遭口诛笔伐,而无钴电池已经开始路试。

近日,蜂巢能源无钴产线首批设备-气氛保护辊道窑正式入厂安装,标志着蜂巢能源正极材料生产线正式进入设备安装阶段。并且,蜂巢能源顺利完成无钴材料电池的首台测试样车搭载,正式开展道路测试,车型就是欧拉iQ。

电池为何要无钴?

在现在主流的三元锂电池当中,无论是NCA(镍钴铝)还是NCM(镍钴锰)都含有金属钴,钴有两个特点:一是贵,二是不可再生且稀有,并且它在三元锂电池的作用非常大,能够稳定材料层状结构、提高材料循环和倍率性能。因此,钴金属在电池圈中又有"钴奶奶"的外号。

降低钴的用量,是全球动力电池供应商都在想的办法,因此从此前的523(镍占比50%,钴占比20%,锰占比30%)变成了622,又从622变成了811,钴用量越来越少,电池包能量密度越来越大,这也意味着三元锂电池变得越来越不安全,因为高活性的镍元素比重越大,正极材料的热稳定性表现就越差。也因此,近两年新能源汽车出现起火冒烟的事故越来越多。

无钴电池就安全?

现在成熟的磷酸铁锂电池是无钴电池,网传的特斯拉干电极+超级电容也是无钴电池,蜂巢能源的方案是镍锰X。钴越少,三元锂电池越不安全,那蜂巢能源镍锰X依然是属于三元电池范畴,没有钴的压制,真的安全吗?

事实上,在今年5月份蜂巢能源发布无钴电池的时候,就已经有做介绍。在理论安全性方面,NMX无钴电池已经通过了国标和欧标的全部安全性测试,其安全性能优于三元电池。以热稳定性为例,它可轻松通过150℃的热箱实验。

蜂巢无钴电池表现如何?

根据消息称,装载于试验车欧拉iQ的无钴电池正是蜂巢能源线上发布会上推出的115Ah产品,能量密度≥235Wh/kg。要知道,目前装车的811电池能量密度普遍在150-180Wh/kg之间,比如AionS电池能量密度就达到了180Wh/kg,但相比无钴电池而言还有些许逊色。另外,这款无钴电池循环次数达到2500次,而811只能做到1500次。

蜂巢能源NMX无钴电池出色的循环寿命和日历寿命特性,使得这款电芯在整车端最终能够实现15年120万公里的质保。

在第十二届中国汽车蓝皮书论坛上,蜂巢能源总裁杨红新在演讲中表示:"大家都说无钴材料这么难,真的可以量产吗?现在可以负责任地告诉大家,肯定可以,明年6月份我们就会把无钴电芯推向市场,装到车上销售。"

写到最后:于消费者而言,更加看重的是无钴电池能给带来什么样的续航、多高的安全性,至于如何实现并不会有太多关注。蜂巢能源的无钴电池率先装车路试,说明已经进入到了整车可靠性验证阶段,距离明年6月份正式推出市场还有8个月的时间,如果量产车在续航、性能、安全性方面有大幅提升,这或许是新能源汽车的又一次大革命。

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