[爱卡汽车 新能源频道 原创]

前不久,特斯拉举办了备受瞩目的电池日活动,对外公布了特斯拉电池未来10年发展方向。在这次活动上,“成本”是被提及最多的关键词,“能量密度”则一次都没有被提到。为了降低成本,特斯拉将在未来几年大规模量产无钴材料的4680无极耳电池。当前新款电动汽车的续航里程普遍达到了500km以上,部分车型甚至超过了700km,续航里程不再是电动汽车最大的痛点。要加快电动汽车的普及,成本和安全性已经成为了更加关键的因素。

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没过几天,在大洋彼岸的中国,蜂巢能源发布了无钴电池产品规划。蜂巢能源的无钴电池分为E平台和H平台,前者替代磷酸铁锂电池,后者替代三元高镍电池。蜂巢的无钴电池产品可以覆盖从300-800km以上的全系车型,实现从A00-D级车型上的全场景应用,并支持全品类终身质保。

为何蜂巢能源和特斯拉都要采用无钴电池?成本是关键。

钴是一种比较稀有的元素,在地壳中的含量较低,全球陆地钴的储量约为710万吨。在全球目前的钴元素消耗中,约50%左右用在锂电池上。不断增加的需求和极为有限的储量造成了钴的价格不断上涨,从每吨8万元一路上涨,曾经达到每吨60万元的高位,造成电池和电动汽车的成本居高不下。所以,全球的电池供应商和车企都在想各种办法减少三元锂电池中钴的含量。预计2025年全球新能源汽车动力锂电池装机将达到350GWh,钴金属的使用量高达6.5万吨,如全部使用无钴电池,总成本可降低26亿美元。

蜂巢能源无钴电芯在2018年正式立项。在今年5月,蜂巢能源首次宣布将推出无钴电池。到了7月的成都车展上,蜂巢能源公开展示了一系列无钴电池产品。这几天,蜂巢能源的无钴电池产品信息进一步释出,距离量产应用也越来越近了。

蜂巢能源无钴电芯早在2018年就已正式立项,并率先在无钴技术、产品上有所突破。其无钴电池产品已经开始装车路试,并且能够通过150℃热箱测试、过充测试等严格测试,已经正式进入实质性的落地阶段。相比之下,特斯拉的无钴电池还要过几年才会量产。

针对不同的车型研发不同类型的电池是控制成本的有效手段,也是未来业界的一大趋势。

在电池日上,特斯拉表示未来将采用类型的电池,低成本的车型采用磷酸铁锂电池,长续航车型采用无钴的镍基合金正极材料电池,卡车采用无钴的高镍电池。蜂巢能源的E平台和H平台也正是基于类似的思路。

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E平台的电池主要应用在中里程车型中,电芯循环寿命可达到4000次以上,相比同容量磷酸铁锂电池能量密度提升20%,并降低17%的成本。其电芯材料主要采用高浓度阳离子掺杂和纳米网络化包覆、微观粒径控制、嵌锂路径优化,2021年容量做到160mAh/g,2023年能提升至170mAh/g。

H平台的电池主要应用于中高端车型和高端车型,目前已经具备了在长里程车上替代三元高镍的性能水平以及成本竞争力。其电芯材料主要采用纳米网络包覆技术、单晶化技术、阳离子掺杂的氧八面结构,2020年容量做到180mAh/g,2022年能提升至185mAh/g。在无模组电池包技术的支持下,可以实现800km的续航里程。

隐藏彩蛋:蜂巢能源将采用石墨烯负极材料?

未来的电池除了正极材料去除钴金属之外,在负极材料上也会有一些创新。比如特斯拉在电池日上表示将采用原料硅作为负极材料。蜂巢能源在此次的产品规划发布会上并为提及负极材料,但是在现场的展板上我们发现了一个彩蛋:蜂巢能源的无钴电池将采用石墨烯(Gr)作为负极材料。

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在目前的绝大部分电池上,负极材料都是石墨(Go)。而现场展板显示,蜂巢能源的无钴电池负极材料是石墨烯。石墨烯仅由一层碳原子组成,它是一种网状的二维材料,而且这张网的厚度仅仅相当于一个碳原子的直径。石墨烯的导电性和导热性极强,是目前世上电阻率最小的材料。

为什么蜂巢能源采用了石墨烯材料,却没有在产品规划里提出来?也许是留下一些亮点以后再宣传,也许是不想被外界认为是噱头(石墨烯是好东西,但是目前石墨烯的应用大概有95%都是炒作概念、骗人的)。随着蜂巢无钴电池的应用,这个问题的答案很快就将揭晓。

编辑点评:未来电池的发展方向有很多,业界还没有达成共识。宁德时代在持续改进高镍含钴的NCM811电池,比亚迪已转向磷酸铁锂电池,国外的LG和三星也在主推NCM811电池。蜂巢通过叠片工艺和无钴材料已经实现了快速崛起,而与特斯拉近似的产品路线也将帮助它快速获得厂商和消费者的认可。