蜂巢能源發(fā)布無鈷電池 突破無鈷技術(shù)瓶頸2020-03-12 11:30
在高鎳三元材料體系的大方向下,“去鈷化”是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一致共識(shí)。包括特斯拉、LG化學(xué)、寧德時(shí)代等企業(yè)都在醞釀自己的“去鈷化”方案及產(chǎn)品。
之前,蜂巢能源召開線上發(fā)布會(huì),對(duì)外發(fā)布兩款無鈷電池。并稱基于其無鈷電池,可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車最高達(dá)880公里的續(xù)航里程。
“去鈷化”的實(shí)現(xiàn)上,業(yè)內(nèi)存在低鈷和無鈷兩條路徑,蜂巢能源此次給出的方案是無鈷。
鈷元素在正極材料中主要有兩大作用:1、減少鋰鎳混排;2、抑制充放電過程中的相變,提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
如果減少鈷的用量,提高鎳的含量,會(huì)導(dǎo)致鋰鎳混排,從而造成鋰的析出,并且無法抑制鎳的相變,降低循環(huán)性能。
這意味著,要做到真正無鈷,就必須要解決無鈷層狀材料的鎳鋰離子混排以及循環(huán)壽命問題。
蜂巢能源總裁楊紅新介紹,實(shí)現(xiàn)突破無鈷技術(shù)瓶頸,蜂巢能源主要采用了三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),分別是陽離子摻雜技術(shù)、單晶技術(shù)和納米網(wǎng)絡(luò)化包覆。
陽離子摻雜技術(shù):可提高材料的上限電壓,實(shí)現(xiàn)能量密度比磷酸鐵鋰高40%;
單晶技術(shù):可以改善電池的安全性和循環(huán)壽命。單晶與多晶相比,具有更強(qiáng)的顆粒強(qiáng)度和更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),使電芯壽命比多晶高鎳三元高出70%;
納米網(wǎng)絡(luò)化包覆:蜂巢能源在單晶表面包覆一層納米氧化物,減少正極材料與電解液的副反應(yīng),有效改善高電壓下的材料循環(huán)性能。
除了材料方面的技術(shù)改進(jìn),在電芯制造方面,蜂巢能源所采用的疊片技術(shù),還可使無鈷電芯在能量密度方面再提升5%、循環(huán)壽命上再提升10%。
在制造工藝方面,蜂巢能源,還主打“車規(guī)級(jí)AI智能電池工廠”,車間的重要工序?qū)Νh(huán)境的潔凈度要求達(dá)到了萬級(jí)水平,核心工序甚至達(dá)到千級(jí)。
在PACK層面,蜂巢能源采用矩陣PACK設(shè)計(jì)(類似寧德時(shí)代CTP方案),將電池包劃分為兩個(gè)矩陣網(wǎng)格,將長度可達(dá)600mm的薄片無鈷電芯,規(guī)則排列在網(wǎng)格內(nèi),在電池包內(nèi)部組成大型矩陣模塊。通過該設(shè)計(jì),可以做到80%的成組效率。
基于上述技術(shù),蜂巢能源本次發(fā)布了兩款無鈷電芯產(chǎn)品,一款主打長壽命,可實(shí)現(xiàn)120萬公里。另外一款主打長續(xù)航,可實(shí)現(xiàn)880公里續(xù)航。
第一款產(chǎn)品是是基于590模組的電芯設(shè)計(jì),容量為115Ah,電芯的能量密度達(dá)到245wh/kg;這款產(chǎn)品的特點(diǎn),是在通用化電芯尺寸設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成的。它能夠搭載到目前大部分新的純電平臺(tái)上,出色的循環(huán)壽命和日歷壽命特性,使得這款電芯在整車端能夠?qū)崿F(xiàn)15年120萬公里的質(zhì)保,在2021年6月份推向市場(chǎng)。
第二款是L6薄片無鈷長電芯,容量226Ah, 這款產(chǎn)品正在與汽車企業(yè)合作開發(fā),在先進(jìn)的矩陣式PACK設(shè)計(jì)支持下,是全球第一款可以實(shí)現(xiàn)880公里的續(xù)航里程的車型,預(yù)計(jì)可以在2021年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
之前,蜂巢能源召開線上發(fā)布會(huì),對(duì)外發(fā)布兩款無鈷電池。并稱基于其無鈷電池,可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車最高達(dá)880公里的續(xù)航里程。
鈷元素在正極材料中主要有兩大作用:1、減少鋰鎳混排;2、抑制充放電過程中的相變,提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
如果減少鈷的用量,提高鎳的含量,會(huì)導(dǎo)致鋰鎳混排,從而造成鋰的析出,并且無法抑制鎳的相變,降低循環(huán)性能。
這意味著,要做到真正無鈷,就必須要解決無鈷層狀材料的鎳鋰離子混排以及循環(huán)壽命問題。
蜂巢能源總裁楊紅新介紹,實(shí)現(xiàn)突破無鈷技術(shù)瓶頸,蜂巢能源主要采用了三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),分別是陽離子摻雜技術(shù)、單晶技術(shù)和納米網(wǎng)絡(luò)化包覆。
陽離子摻雜技術(shù):可提高材料的上限電壓,實(shí)現(xiàn)能量密度比磷酸鐵鋰高40%;
單晶技術(shù):可以改善電池的安全性和循環(huán)壽命。單晶與多晶相比,具有更強(qiáng)的顆粒強(qiáng)度和更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),使電芯壽命比多晶高鎳三元高出70%;
納米網(wǎng)絡(luò)化包覆:蜂巢能源在單晶表面包覆一層納米氧化物,減少正極材料與電解液的副反應(yīng),有效改善高電壓下的材料循環(huán)性能。
除了材料方面的技術(shù)改進(jìn),在電芯制造方面,蜂巢能源所采用的疊片技術(shù),還可使無鈷電芯在能量密度方面再提升5%、循環(huán)壽命上再提升10%。
在制造工藝方面,蜂巢能源,還主打“車規(guī)級(jí)AI智能電池工廠”,車間的重要工序?qū)Νh(huán)境的潔凈度要求達(dá)到了萬級(jí)水平,核心工序甚至達(dá)到千級(jí)。
在PACK層面,蜂巢能源采用矩陣PACK設(shè)計(jì)(類似寧德時(shí)代CTP方案),將電池包劃分為兩個(gè)矩陣網(wǎng)格,將長度可達(dá)600mm的薄片無鈷電芯,規(guī)則排列在網(wǎng)格內(nèi),在電池包內(nèi)部組成大型矩陣模塊。通過該設(shè)計(jì),可以做到80%的成組效率。
基于上述技術(shù),蜂巢能源本次發(fā)布了兩款無鈷電芯產(chǎn)品,一款主打長壽命,可實(shí)現(xiàn)120萬公里。另外一款主打長續(xù)航,可實(shí)現(xiàn)880公里續(xù)航。
第一款產(chǎn)品是是基于590模組的電芯設(shè)計(jì),容量為115Ah,電芯的能量密度達(dá)到245wh/kg;這款產(chǎn)品的特點(diǎn),是在通用化電芯尺寸設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成的。它能夠搭載到目前大部分新的純電平臺(tái)上,出色的循環(huán)壽命和日歷壽命特性,使得這款電芯在整車端能夠?qū)崿F(xiàn)15年120萬公里的質(zhì)保,在2021年6月份推向市場(chǎng)。
第二款是L6薄片無鈷長電芯,容量226Ah, 這款產(chǎn)品正在與汽車企業(yè)合作開發(fā),在先進(jìn)的矩陣式PACK設(shè)計(jì)支持下,是全球第一款可以實(shí)現(xiàn)880公里的續(xù)航里程的車型,預(yù)計(jì)可以在2021年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
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