開啟動(dòng)力電池“疊時(shí)代”

在海南博鰲剛剛結(jié)束的2019世界新能源汽車大會(huì)上，全球汽車產(chǎn)業(yè)主要相關(guān)方達(dá)成了博鰲共識(shí)：力爭(zhēng)到2035年全球新能源汽車的市場(chǎng)份額達(dá)到50%，全球汽車產(chǎn)業(yè)基本實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。如何按時(shí)甚至提早完成這個(gè)目標(biāo)，需要依托技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。

電動(dòng)化趨勢(shì)倒逼動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新

新能源汽車逐步取代傳統(tǒng)傳統(tǒng)燃油汽車已是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。電動(dòng)汽車作為最早與傳統(tǒng)燃油汽車正面交鋒的一員，續(xù)航里程、安全性、使用壽命以及總體價(jià)格是其必須翻越的四座大山。如何對(duì)其核心部件—“動(dòng)力電池“的技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)品升級(jí)，快速提升產(chǎn)品性能，成為了動(dòng)力電池供應(yīng)商與主機(jī)廠共同奮斗的方向。一方面，包括能量密度、壽命、快充、低溫等核心性能指標(biāo)正在被逐個(gè)攻破，足以支撐起電動(dòng)車性能超越傳統(tǒng)車。另一方面，動(dòng)力電池的安全和成本，是汽車電動(dòng)化當(dāng)下亟待解決的產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)，安全是電動(dòng)汽車發(fā)展的底線，也是消費(fèi)者關(guān)切的頭等大事，而成本能否下降，直接影響著電動(dòng)汽車能否真正與燃油車在市場(chǎng)上PK。安全與成本的高壓下，倒逼動(dòng)力電池及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在現(xiàn)有材料體系的基礎(chǔ)上不斷探尋新的方向。

正如蜂巢能源總經(jīng)理?xiàng)罴t新所表示的：“鋰電池發(fā)展至今，經(jīng)歷了1.0的3C品質(zhì)時(shí)代和2.0的傳統(tǒng)動(dòng)力電池時(shí)代，均采用卷繞工藝?，F(xiàn)在是時(shí)候進(jìn)入動(dòng)力電池3.0的疊時(shí)代，就是以疊片工藝為特征的新技術(shù)、新材料、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)大量涌現(xiàn)的、專門為電動(dòng)汽車而生的時(shí)代?！狈涑材茉吹募夹g(shù)路線選擇方形疊片電池，作為打破卷繞電池瓶頸的新一代電池工藝。蜂巢能源的高速疊片工藝已完成0.45秒/片/單工位疊片速度驗(yàn)證與樣機(jī)的開發(fā)制作，最終效率目標(biāo)預(yù)計(jì)2023年達(dá)到單工位0.25秒/片。相比同類型卷繞工藝電池，蜂巢能源的疊片電池能量密度提升5%，循環(huán)壽命提升10%，成本降低15%。

“無(wú)鈷”與“四元”的內(nèi)部競(jìng)賽

通常對(duì)于電池生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，掌握并占領(lǐng)單一領(lǐng)域技術(shù)高地是首要計(jì)劃。但蜂巢能源似乎并不這么認(rèn)為，其基于對(duì)材料體系的前瞻性研發(fā)，令其敢于同時(shí)雙線布局“無(wú)鈷”與“四元”兩種正極材料技術(shù)路線研發(fā)。并初步形成了企業(yè)內(nèi)部的良性研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)，極大地提高了研發(fā)效率以及拓寬了應(yīng)用場(chǎng)景。

“無(wú)鈷”材料電池研發(fā)是基于現(xiàn)有三元體系的鋰離子動(dòng)力電池中，正極材料的成本占比達(dá)到30%～45%，這其中，以 523體系為例，鈷在其中的占比達(dá)20%，作為戰(zhàn)略性的資源，鈷的價(jià)格波動(dòng)將會(huì)直接影響到最終電芯的成本，也將影響到最終主機(jī)廠商品汽車的價(jià)格與利潤(rùn)。蜂巢能源所發(fā)布的全球首款基于無(wú)鈷材料的電芯產(chǎn)品，無(wú)鈷材料性能可以達(dá)到NCM811同等水平，通過(guò)摻雜技術(shù)改進(jìn)了無(wú)鈷材料在充放電的可逆性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，電壓平臺(tái)達(dá)3.87V，比811高出0.04V（3.83V），而材料成本降低5～15%，相應(yīng)帶來(lái)的電芯BOM成本可以降低約5%，且會(huì)讓材料不受戰(zhàn)略資源影響。 預(yù)計(jì)2020年第三季度將實(shí)現(xiàn)無(wú)鈷電芯的SOP。

在協(xié)助合作伙伴有效降低成本的同時(shí)，蜂巢能源并沒(méi)忽略主機(jī)廠對(duì)于電動(dòng)汽車更高續(xù)航的需求。正如清華大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高所指出的：“目前最為緊迫的一項(xiàng)任務(wù)就是如何把安全的平衡點(diǎn)提升到300Wh/kg的能量密度?！睘榱颂嵘芰棵芏?，動(dòng)力電池的高鎳化已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)，但是安全永遠(yuǎn)是汽車行業(yè)不變的首要條件。為此蜂巢能源同時(shí)發(fā)布了全球首款四元材料電芯。其在NCM三元體系的基礎(chǔ)上摻雜Mx材料，減少在有害的相轉(zhuǎn)變過(guò)程中微隙的形成。使其循環(huán)性能優(yōu)于NCM811材料，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)耐熱更好、產(chǎn)氣少、安全性更高的特點(diǎn)。最終呈現(xiàn)在動(dòng)力電池上就是容量更高、壽命更長(zhǎng)、安全性更好。該產(chǎn)品預(yù)計(jì)比“無(wú)鈷”材料電芯晚一個(gè)季度實(shí)現(xiàn)SOP。

編輯結(jié)語(yǔ)：

動(dòng)力電池行業(yè)目前所遇到的最大瓶頸莫過(guò)于安全與成本兩大技術(shù)難題。蜂巢能源有針對(duì)性的同時(shí)布局并給出了兩條全新的產(chǎn)品解決方案。更率先對(duì)生產(chǎn)工藝以及技術(shù)路線進(jìn)行升級(jí)換代，引入具有性能優(yōu)勢(shì)的疊片工藝技術(shù)，著實(shí)可謂勇氣可嘉。