松下、SKI、蜂巢谁的电池无钴化技高一筹?

作者: | 发布日期: 2019 年 07 月 15 日 10:36 | 分类: 产业资讯

动力锂离子电池去钴化已经成为一种趋势,但要完全实现无钴化还要克服更多技术难关。

2017年以来,钴材料受下游三元动力电池需求大幅增长出现供应紧缺,进而导致价格暴涨,从20万元/吨的价格暴涨至66万元/吨的历史高位,从而使三元动力电池成本大幅上升。

为了降低成本以及提升电池能量密度,提升镍的含量,降低钴的含量,通过改变材料配方的方式被业内认为是一种可行性方法。在此情况之外,近年来国内外电池企业的三元电池材料体系开始从NMC523向622升级,再向811挺进,逐步降低了锂电池的钴含量,逐步实现高镍少钴直至无钴化。

在中国,以宁德时代为代表的本土电池企业已经正式量产并向市场批量供货NMC811电池,拉开了国内高镍电池的应用序幕,其它电池企业也在积极推进高镍电池的研发与量产,将其作为公司的下一代高比能电池。

而在国内,日韩电池企业也在积极研发,而且在技术研发上走得更靠前。

2018年,松下宣布正在开发无钴电动汽车电池。松下汽车电池部门的负责人田村坚表示:“我们已经大大降低了钴在电池中的含量,钴在三元电池中的比例已经降到3%,现在我们的目标是实现无钴化,这项技术已经在研发当中。”

2018年5月初,特斯拉宣布其Model 3安装的电池已经极大地降低了钴的含量。与此同时提高了镍的含量,从而达到了有史以来最高的能量密度,并且实现了超强的耐热性。

特斯拉CEO马斯克在社交媒介上表示,在特斯拉Model 3的电池中,含钴量已经降到不到3%。他们将继续改进技术,争取在下一代电池中完全抛弃钴,改变“带血的电池”的名声。

2018年,特斯拉累计交付145846辆Model3,实现21700电池累计装机10938450kWh(10.9GWh ),搭载的就是松下为其研发的钴含量不足3%的高镍电池。这表明松下的低钴化电池已经得到了大规模量产且批量应用,证实了高镍少钴电池的可行性。

2019年,特斯拉Model3车型销量依旧火爆,预计销量将进一步增长,从而对少钴化电池产生更大的需求。而锂电池少钴化甚至无钴化也将为特斯拉降低成本起到积极作用。

值得注意的是,SKI也在研究锂电池低钴化。SKI总经理金俊宣布2019年将开发的新一代电动车电池名叫“NCM91/21/2”,即在用作正极材料的原材料中镍的比重为90%,钴和锰各占5%。

与松下相比,SKI新型电池的钴含量还高一些,但也远低于当前市场上批量应该的523体系三元电池,正在往少钴化或者无钴化方向发展。

客观来看,松下和特斯拉以及SKI等企业的最终目标都是实现锂电池无钴化,但就目前而言还没有完全实现。

不过,近日,有一家中国电池企业却实现了这个目标。

日前,蜂巢能源科技有限公司(简称蜂巢能源)在品牌战略规划及产品发布会上,对外发布针对不同应用场景的“叠时代”系列动力电池产品,同时还面向全球首发了号称无钴材料和四元材料的电芯产品。

蜂巢能源介绍,其无钴材料性能可以达到NCM811同等水平,材料成本降低5——15%,相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%,且会让材料不受战略资源影响。

据了解,无钴化关键技术有两个,一是掺杂无未成对的电子自旋的特定元素,减弱电子超交换的现象,降低Li/Ni混排,提高电性能;二是掺杂M-O键能大的元素,减缓晶体在充放电过程的体积变化,稳定结构,提高循环寿命和安全性。

对此,业内人士认为,高镍低钴肯定是锂电池的发展方向,但短期内钴还是无法替代。一方面,配方比例改变给电池封装方式带来挑战,而目前高镍锂电池还是以圆柱封装方式为主,软包和方形技术还不成熟;另一方面,电动汽车要降低成本,还是要以保证安全和质量为前提。

来源:高工锂电

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