王传福拔刀在前，魏建军用“无钴”安天下？
最后更新：2020-05-19 09:58:24 手机定位技术交流文章
谁曾想到在2020年上半年，动力电池的竞争远胜于新能源汽车。
前比亚迪的王传福声称能够将“自燃”从电动汽车的字典中抹去，“刀片式电池”。随后，宁德董事长曾玉群将在性能展示会上展示三项优于刀片式电池的技术。他说，在“无钴电池”开发成功后，特斯拉将在今年下半年上市。
相比之下，来自独立于一线独立品牌长城汽车的蜂巢能源的消息更为重要:两种基于无钴材料的薄片电池核心产品——NMX无钴电池——将直接上市，预计最早将于2021年6月上市。
据说电池赢得了世界。关于动力电池的战争已经开始了。长城汽车董事长魏建军发布的名为PK特斯拉的所谓“无钴”电池的战斗力是什么？
续航能力超过800公里的无钴电池着陆
在网上发布会上，蜂巢能源董事长杨洪信表示，蜂巢此次发布的两款电池产品均基于无钴NMX材料，具有高循环寿命、高安全性和高能量密度的优势。
杨洪信介绍说，第一个产品是基于590个模块的电池设计，容量为115安培，能量密度为245瓦时/千克。
该产品的特点是在通用单元尺寸设计的基础上完成的。目前，它可以在大多数新的纯级别平台上运行。它具有出色的循环寿命和日历寿命特性，使该电池在车辆结束时获得15年120万公里的保修。预计将于2021年6月上市。
第二种是容量为226安培的L6薄片无钴长电池。这种产品是与汽车企业合作开发的。在先进的matrix PACK设计的支持下，这是世界上第一款电池续航时间可达880公里的车型，预计将于2021年下半年批量生产。
杨洪信还表示，经过深入研究和探索，全新的片式“无钴电池”可以解决“里程焦虑”、“安全”和“电池衰减”三大痛点，可以实现800多公里的长寿命，15年120多万公里，更加安全可靠。
为什么钴成为趋势？
每个了解电动汽车的人都知道，电动汽车大约一半的成本是靠动力电池。主流动力电池包括磷酸铁锂和三元锂电池。目前，钴是市场上三元锂电池的重要成分之一。以811电池为例，镍、钴、锰的比例为8:1:1。
同时，钴的价格也非常昂贵，约占整个动力电池成本的10%。钴也被许多人昵称为“钴奶奶”，因为它的价格很高。
相关数据显示，2018年全球钴金属总探明储量仅为710万吨，其中刚果(金)储量约为360万吨，约占52%。根据目前电动汽车的发展速度，如果不考虑回收，钴将在2026年耗尽。
另一方面，近年来，澳大利亚、俄罗斯、加拿大等其他国家逐步制定政策，限制国内钴矿的出口，限制刚果民主共和国当地矿山猖獗的童工和政治不稳定。因此，许多企业表示拒绝使用钴。钴的价格波动很大。矿业公司嘉能可(Glencore)也在2019年提前停止生产，开始为期两年的钴矿维护。
事实上，在中国蓬勃发展的新能源汽车领域，最大的赢家不是一家活跃的汽车公司，也不是一家动力电池公司，而是控制刚果钴矿的全球最大钴生产商嘉能可。
因此，钴的稀缺、有限的开发和价格的剧烈波动使得“除钴”成为国际主流动力电池企业新的研发目标。
蜂巢能源如何引领突破？
事实上，无钴材料已经发展了20年。
早些时候，特斯拉首席执行官马斯克表示，他将在下一代电池中完全放弃钴，告别“含血电池”但即使到2020年初，特斯拉仍将停留在刚刚宣布的宁德时代的“无钴电池”上。它的着陆还很远。
松下负责电池业务的负责人也在2018年表示，松下目前已经大大减少了钴的使用，未来的目标是实现钴的零使用。相关技术已经在开发中。
为什么蜂巢能源是众多企业中第一个解决问题的？他们是怎么解决的？
杨洪信说:“蜂巢能源通过多种复合技术显著提高了镍和锂离子的混合放电和无钴层状材料的循环寿命，使无钴材料最终跨越这些关键障碍，达到大规模应用的阶段。”
他提到有三项关键技术，即突破无钴技术瓶颈的黑色技术:
一是阳离子掺杂技术。据了解，该技术可提高材料的上限电压，并实现比磷酸铁锂高40%的能量密度。蜂巢使用两种化学键较大的元素来取代钴，并将它们掺杂到材料中。该技术减少了锂和镍的混合放电，大大提高了材料的稳定性，能在4.4.35伏电压下稳定工作，能提高能量密度，降低成本。
第二是单晶技术。与多晶相比，单晶颗粒强度更强，结构更稳定，耐压强度可提高10倍。正是这种稳定的晶体结构给无钴材料带来了长的使用寿命，电池寿命可比多晶高镍三元电池高70%。
第三是纳米网络涂层。蜂窝在无钴材料的合成过程中采用纳米网络包覆技术，在单晶表面包覆一层纳米氧化物，可以减少阳极材料与电解液之间的副反应，该技术可以有效提高材料在高电压下的循环性能。
安全性能合格吗？
在此之前，许多业内人士表示，无钴电池可能面临巨大的安全问题。基准矿物智能公司的分析师罗尔斯也表示，从工程的角度来看，解决无钴电池的安全和生命周期问题非常具有挑战性。
面对频繁的自燃事件和业界的质疑，杨洪信自信地说，“没有必要过于担心蜂窝层压无钴电池的安全性。我们已经通过了国家和欧洲标准的所有安全测试。”
在网上会议上，蜂巢能源公司用一段视频展示了三元锂电池和蜂巢无钴电池的热稳定性比较。结果表明，蜂窝无钴电池容易通过150℃热箱实验，热稳定性明显优于三元电池。此外，蜂巢能源还经历了针刺试验、海水浸泡和挤压试验。
值得一提的是，蜂窝能源的无钴电池仍在努力研发其技术和设备。
作为叠层电池类别的先驱，蜂窝能源采用“叠层”设计的电池，可有效提高方形电池的内部体积空利用率，分层结构可使极片具有更好的平整度、更均匀的应力和更小的膨胀变形。该设计可将无钴电池的能量密度再提高5%，循环寿命再提高10%。
据了解，松下、三星和宁德也表示，他们将在2022年采用层压工艺。
杨洪信说，蜂巢能源现在已经掌握了世界上最先进的高速层压制造技术。未来，它可以实现世界上最高的每秒组装8个电极的生产效率，并且可以实现600多毫米长电池的高速生产，具有更高的对准性和安全性。
就PACK设计而言，蜂窝能源采用矩阵PACK设计。矩阵结构可以在保证安全性的前提下，更好地降低PACK非增值组件的重量，实现80%的分组效率(传统模块的PACK水平为72%，VDA电池的CTP为75%)。
同时，矩阵结构也给热管理带来了变化，改变了传统电池芯的单一地面冷却模式，通过上下双层冷却实现了对电池温度更精确的控制，冷却效果比传统的PACK提高了40%，实现了60-70℃/h的低温加热，温度控制在235℃之间，温差控制在5℃以内..
此外，在产能方面，蜂巢能源在江苏省金坛市建立了中国首个“汽车调节智能电池厂”，总投资80亿元，产值130多亿元，计划产能18亿瓦时。该项目分三期建设:第一期计划生产能力为4千兆瓦时，第二期计划生产能力为8千兆瓦时，预计2020年底投产，之后分三期建设6千兆瓦时的生产能力。
杨洪信表示，装配车间的所有生产线都采用“工业4.0”的设计理念，自动化率为100%。化工车间生产线全线自动化率达到99%。
在产品质量检测过程中，金属异物的检出率可以比传统检测方法提高到150%，也可以检测出传统方法检测不到的铜异物。杨洪信举例说明，传统锂电池厂相对先进的控制系统可以控制电池生产过程中的约1500个因素。通过对整个过程的多维控制，我们拥有超过2500个监控因素，涵盖了几乎单个电池的每个制造过程。
从码垛时代到汽车仪表制造，从四元材料到无钴电池，蜂窝能源作为“锂电新力量”，成为第一家大规模应用无钴电池的企业。
动力电池行业是否会终结蜂窝能源“无钴电池”的到来带来的耐力焦虑和安全问题，是否会给动力电池行业带来一场革命？在接下来的特斯拉电池日，特斯拉会给滚动蜂窝能量无钴电池带来技术变革吗？
我们将拭目以待，看看中场战争后在动力电池领域会发生什么。
本文由 在线网速测试 整理编辑，转载请注明出处。
