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。在此高壓下，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。
7月9日，蜂巢能源在保定召開主題為“領(lǐng)創(chuàng)疊時(shí)代 守護(hù)芯安全”的品牌戰(zhàn)略規(guī)劃及產(chǎn)品發(fā)布會(huì)。針對(duì)動(dòng)力電池行業(yè)目前面臨的安全與成本兩大難題，蜂巢能源針對(duì)性地給出了兩條全新的產(chǎn)品解決之道，在此次發(fā)布會(huì)上全球首發(fā)了無鈷材料、四元材料電池。
脫胎于長(zhǎng)城汽車動(dòng)力電池事業(yè)部的蜂巢能源，從設(shè)立起就明確一個(gè)目標(biāo)，以方形電池高速疊片工藝和車規(guī)級(jí)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)來做動(dòng)力電池，2019年2月，蜂巢能源正式獨(dú)立，定位是第三方的動(dòng)力電池企業(yè)，面向國(guó)內(nèi)和全球的整車企業(yè)開放。
聚焦成本痛點(diǎn)的無鈷電池
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。
因此，在以高鎳體系為共識(shí)的大前提下，包括松下、LG、寧德時(shí)代等國(guó)際主流動(dòng)力電池企業(yè)都在將低鈷及無鈷化電池作為下一代動(dòng)力電池的研發(fā)方向。
基于上述背景，作為最懂汽車的動(dòng)力電池專家，蜂巢能源基于對(duì)于材料體系的前瞻性研發(fā)，正式發(fā)布了全球首款基于無鈷材料的電芯產(chǎn)品。
蜂巢能源介紹，無鈷材料性能可以達(dá)到NCM811同等水平，材料成本降低5——15%，相應(yīng)帶來的電芯BOM成本可以降低約5%，且會(huì)讓材料不受戰(zhàn)略資源影響。
無鈷化關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)，一是摻雜無未成對(duì)的電子自旋的特定元素，減弱電子超交換的現(xiàn)象，降低Li/Ni混排，提高電性能；二是摻雜M-O鍵能大的元素，減緩晶體在充放電過程的體積變化，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高循環(huán)壽命和安全性。
圍繞上述兩大關(guān)鍵技術(shù)，蜂巢能源已經(jīng)完成了研發(fā)攻關(guān)，據(jù)悉，蜂巢能源的無鈷電芯產(chǎn)品于2018年3月正式立項(xiàng)。通過摻雜技術(shù)改進(jìn)了無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）。
在產(chǎn)品規(guī)劃上，預(yù)計(jì)將在年底前完成材料開發(fā)，在2020年3月完成材料體系的進(jìn)一步優(yōu)化，4月實(shí)現(xiàn)材料中試，8月體系定型，2020年第三季度將實(shí)現(xiàn)無鈷電芯的SOP。
兼顧能量密度與安全的四元電池
主機(jī)廠對(duì)于電動(dòng)汽車更高續(xù)航的追求，讓動(dòng)力電池的高鎳化已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)，但如何平衡能量密度提升之后的安全性能，是當(dāng)下產(chǎn)業(yè)鏈必須正視的問題。
清華大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高明確指出，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。
基于上述趨勢(shì)，蜂巢能源率先開發(fā)出四元正極材料，并基于該材料發(fā)布了全球首款四元材料電芯。
據(jù)了解，蜂巢能源開發(fā)的四元材料，在NCM體系的基礎(chǔ)上摻雜Mx，Mx摻雜會(huì)使一次顆粒之間的邊界強(qiáng)度增強(qiáng)，因此會(huì)減少在有害的相轉(zhuǎn)變過程中微隙的形成。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。
蜂巢能源介紹，其四元材料電芯項(xiàng)目也已經(jīng)于2018年9月立項(xiàng)，將在今年年底前完成材料開發(fā)，預(yù)計(jì)將于2020年第四季度實(shí)現(xiàn)四元材料電芯的SOP。
