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可让电动车续航跑880km! 蜂巢能源无钴正式发布

【EV视界报道】5月18日晚,蜂巢能源正式发布了两款无钴电池产品:115Ah和L6薄片无钴长电芯。据了解,这两款电池是全球首先发布基于无钴材料的电芯产品,具有高循环寿命、高安全性和高能量密度的核心优势,可实现最高达880km的续航里程。

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说道钴这个元素,其在地壳中的含量较低,丰度仅为 0.0025%,全球陆地钴的储量约为710 万吨,区域分布却十分集中,刚果(金)在全球钴储量的占比为 52%,其他国家和地区储量占比则较低。在全球目前的钴元素消耗中,约50%左右用在锂电池上,包括车用锂电池以及消费类电子用的锂电池。随着新能源汽车的迅猛发展,钴的需求量也在持续激增。另外,作为动力电池正极材料中的重要元素之一,钴不但可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能。特斯拉CEO马斯克多次提到降低电池中钴的使用比例,甚至是无钴的电池方案,也正是表达了汽车企业需求端对于摆脱资源约束的迫切性。全球电池供应商和车企都在想各种办法减少钴在三元电池中的含量。

蜂巢能源总经理杨红新在发布会上表示:“2000年,日本科学家就已经证实了无钴电池的可行性,但+2价镍离子在实际工作过程中容易占据锂离子的位置,使得锂离子无法成功脱嵌,造成镍锂混排的现象,蜂巢能源通过三项核心技术解决了这一技术难题。”而这三项核心技术分别是阳离子掺杂技术、单晶正极技术与纳米级氧化物包覆。

阳离子掺杂技术

通过拥有强化学键的氧八面体来提升材料自身的强度、电压与能量密度上限,使得其无钴电池的工作电压能够达到4.3-4.5V,能量密度对比磷酸铁锂电池提升了40%,电池能量的输出功率也得到了显著提升。

单晶正极技术

单晶正极材料的压力强度是多晶正极材料的10倍,在电池的充放电过程中,多晶正极材料往往容易出现微裂隙,而单晶正极材料能够保持较好的稳定性,使得电池不易出现容量衰减。

 纳米级氧化物包覆

在无钴材料的合成过程中,蜂巢能源还为其单晶正极材料添加了一层纳米级的氧化包覆物,可以减少正极材料与电解液的副反应。该技术可有效改善高电压下的材料循环性能。

 除此之外,在电芯的核心技术之外,蜂巢能源也在生产工艺、PACK封装工艺与工厂等方面做出了技术突破。首先,蜂巢能源采用了叠片生产技术,提高了方形电芯的内部利用率,同时由于叠片过程中,生产工艺对极片的形变更小,电芯的理化结构会更加完整,拥有更高的寿命。具体到数据方面,杨红新指出,叠片工艺生产的电池比卷绕式工艺生产的电池的能量密度提升了5%,而循环寿命则提升了10%。

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在PACK封装工艺方面,蜂巢能源采用了矩阵式的成组结构,成组效率达到80%,比刀片电池与CTP电池包70+%的成组效率更高,采用无极耳设计电池的内阻,同时蜂巢能源还采用了上下双层冷却技术,能够帮助电池包精确控温。

image.png最后在生产工厂方面,蜂巢能源去年在常州金坛落成了“车规级AI智能工厂”,规划面积达到54万平方米,规划产能18GWh。蜂巢能源针对缺陷率、环境控制、毛刺控制、金属异物检测与过程追溯五个方面进行了车规级的优化,指标要求均比一般动力电池工厂高出一个数量级,而AI能力则主要体现在单工位维度检测、跨生产环节检测与智能维护检测三个方面,提升了产品的可靠性与一致性。

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到现在为止,市面上的新能源汽车动力电池主要以锂电池为主,一种是镍钴锰(NCM)、镍钴铝(NCA)为主要材料的三元电池,以能量密度高,续航能力强著称,但安全和使用寿命上却大打折扣,另一种则是磷酸铁锂电池。;虽然安全性较好但是续航里程不尽人意,虽然可以通过结构设计创新来增加容量,但是增加重量带来的电耗也将随之增加。

 而作为蜂巢能源的技术结晶,此次亮相的两款无钴电池也打破了能源材料的束缚,首先,第一款产品是是基于590模组的电芯设计,容量为115Ah,电芯的能量密度达到245wh/kg,续航600km;这款产品的特点,是在通用化电芯尺寸设计基础上完成的。它能够搭载到目前大部分新的纯电平台上,在整车端能够实现15年120万公里的质保,计划2021年6月份推向市场。

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而第二款则采用了薄片长电芯设计,容量226Ah。目前,这款产品正在与车企合作开发,在矩阵式PACK设计支持下,搭载这款电池的车型续航里程可能能够达到880km,该产品预计能在2021年下半年实现量产。

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安全方面,无钴电池产品已经通过了国标和欧标的全部安全性测试,在安全性能优于三元电池,以热稳定方面为例,轻松通过150℃的热箱实验。蜂巢能源的无钴电池产品开创了动力电池的新品类,具备容量更高、寿命更长、安全性更好的特性,解决了电动汽车续航、电池衰减和安全三大痛点。

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规划方面,蜂巢能源以方形叠片电池为主,同时储备了无钴电池和固态电池技术。按照规划,无钴电池或将于今年三季度量产,固态电池的规划则在2025年之后。

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编辑总结:蜂巢能源无钴电池的推出,可以说足以撼动当前动力电池产业的格局。曾几何时,电动车巨头特斯拉与动力电池大牛宁德时代曾宣称要联合打造一种全新的无钴电池,顿时搅动了国内二级市场,钴概念板块大幅下跌,但最终成果却暂未面世,Model 3则却采用了磷酸铁锂电池。而蜂巢能源无钴电池的推出则彻底的抢占了市场先机,让产业的市场格局发生划时代的改变。当然,蜂巢能源无钴电池在使用中是否能达到预定效果还是未知,不过它的出现还是振奋了国内动力电池研发者的信心,让世界了解国内的技术实力,未来我们拭目以待。


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