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動力電池期待奇點時刻:石墨烯葉片無鈷電池三大技術路線共同迎接突破

有人說電池已經到了瓶頸,電動車頻繁自燃證明下壹步應該在更大範圍內普及充電樁,但也有人說電池技術即將突破,電動車未來的使用場景和燃油車沒什麽區別。在汽車電動時代,安全高容量的電池是繞不過去的坎,這也是電動車能否真正替代燃油車的核心。當電池技術達到天花板,也可能意味著新技術的奇點不再遙遠。

燕文汽車公司給王碩奇開車。

這幾天,動力電池領域新聞不斷。

這些聲音影響著消費者和資本市場。

5月13日,廣汽集團旗下廣汽新能源宣布,今年年底,石墨烯電池量產研發終於將從實驗室走向實車,廣汽新能源愛安車型將搭載相關技術成果。

“基於廣汽三維石墨烯(3DG)材料研發的‘超快速充電電池’已完成電芯、模塊、電池封裝樣件測試,並已加載整車進行大功率充電測試。電池壽命和安全性都達到了使用標準。

據測試,“超級快充電池”可以在短短8分鐘內將電池充電至85%,充電時間相當於傳統燃油車的加油時間。"

5月11日,當代安培科技股份有限公司舉行2019年度業績網上說明會。說明會上表示,無鈷電池技術研發成功,意味著電池成本將進壹步降低。

16年4月,特斯拉發布的壹項新專利顯示,其壽命為1萬英裏的電池得到進壹步開發。

這項專利描述了壹種新型鋰電池,可以提高電池質量,延長電池壽命,甚至節省成本。該專利名為“合成鎳鈷鋁電極的方法”。

3月29日,比亞迪正式推出blade電池。在發布會上展示了電池最怕的針刺試驗,並聲稱刀片電池具有安全性高、續航時間長、壽命長的特點,將把動力電池的發展路線拉回安全的正確道路。(見:刀片電池:新能源領域的壹大步,王傳福的壹小步)。

四家新能源公司在今年上半年前後發布了三種完全不同的電池技術,而新技術所要解決的問題恰恰說明了新能源目前的困境。

充電很慢,

短暫的生命,

不安全,

成本高。

而廣汽鑫源與特斯拉、比亞迪、當代安培科技有限公司合作推廣的電池技術,恰好完美解決了上述四大缺陷。(“這是我聽過的最直接最震撼的關於電動車電池安全的解釋,但這不代表電動車沒有未來”)

動力電池的奇點時刻真的來了嗎?

石墨烯的商業前景還是未知數。

2010石墨烯的發現者獲得諾貝爾物理學獎。

石墨烯從此成為壹個突出的流派。

2017年,工信部制定了《材料領域科技創新“十三五”規劃》,將石墨烯材料技術列為重點發展領域。

不可否認的是,“石墨烯”這個名詞正越來越頻繁的出現在我們的生活中。因其超輕、超高強度、超高導電性,被認為是提高電池充電速度、推動動力電池技術進步的重要技術。

近年來,越來越多的企業加入石墨烯電池的R&D和制造陣營,但只聞其“聲”,未見其“物”。

而且越是值得期待的產品,越容易被炒作成石墨烯的技術。嚴格意義上來說,我們今天能買到的消費品對石墨烯的應用還是零。

2014據特斯拉創始人兼首席執行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)稱,特斯拉已經準備好升級Model S、即將推出的Model X跨界車以及平價電動車Model 3的性能。我們汽車的續航裏程可能會超過500英裏。當時他在接受英國汽車周刊Auto Express采訪時是這樣說的。

不過,馬斯克並未透露這壹計劃的細節,但據多家媒體報道,由石墨烯制成的“超級電池”可能是特斯拉實現這壹計劃的關鍵。如果仔細搜索國外的幾篇相關報道,卻無壹例外的都說消息來源於中國媒體報道。

最近的炒作還包括華為的P40將搭載石墨烯電池,但至今未能實現。

事實上,國際鋰電池學術界和工業界並沒有所謂的“石墨烯電池”。維基百科中沒有對“石墨烯電池”或“石墨烯鋰離子電池”這兩個術語的解釋。

目前,幾乎所有商用鋰離子電池都采用石墨負極材料。在正極性能差不多的情況下,鋰離子電池的性能很大程度上取決於正極材料,所以現在的鋰離子電池也有被正極稱呼的習慣,比如磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元電池等等。

因此,石墨烯在電池中的應用可能是正面的,也可能是負面的,而且由於石墨烯的成本是以前材料的幾千倍,沒有廠商會把壹個電極的材料全部換成石墨烯,所以基本沒有石墨烯電池,只有“摻雜石墨烯的鋰離子電池/鉛酸電池”存在。

由於廣汽新能源尚未公布技術細節,在廣汽新能源愛安車型將搭載的“超級快充電池”中,石墨烯是作為主料還是添加劑出現,仍是個謎。

目前,只有三星宣布開發石墨烯電池,但壹些批評人士指出,三星的方法和原材料決定了這不能成為工業化的解決方案。

另外,石墨烯最大的問題是成本和技術。另外,手機電池和汽車動力電池在體積難度上還是有區別的。目前仍然沒有成熟的學術解決方案。

所以廣汽新能源的“超級快充電池”難免讓人生疑。廠商拿出測試車或手機來宣稱充電速度極快,並不難。石墨烯真正的難點在於成本和可靠的商業化技術突破。

根據現有條件,石墨烯產業化前景依然渺茫。

快充和安全是壹對矛盾。解決了這個問題的企業可以通過專註於電池本身而不是生產汽車來成為當今汽車行業的關鍵人物。

我們不排斥想象,但殘酷的真相比虛假的噱頭更有意義。

刀片電池專利上有王傳福的名字,可信度很高。

壹個多月前的3月29日,比亞迪集團董事長兼總裁王傳福在發布會上表示:“刀鋒電池將徹底把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典裏抹去。”

對於比亞迪來說,新能源汽車的安全性壹直被視為最高級別,至今保持著新能源汽車電池安全零事故。多年來,比亞迪也壹直致力於電池安全的創新,希望徹底解決新能源汽車的安全痛點,引領全球動力電池技術路線重回正軌。

在發布會的針刺實驗中,三元鋰電池表面溫度迅速超過500℃,並在針刺瞬間開始劇烈燃燒。穩定性更高的傳統磷酸亞鐵鋰塊狀電池針刺後無明火、冒煙,表面溫度達到200℃~400℃,而比亞迪的“刀鋒電池”針刺後無明火、冒煙,電池表面溫度保持在30℃-60℃左右。

目前,國家標準《電動汽車用鋰離子電池安全要求》仍處於征求意見階段,仍被企業作為可選項目選擇性實施,其中很大壹部分是因為目前大部分三元鋰電池無法通過檢測。

從成本上看,比亞迪在原有基礎上改變了電池尺寸,呈現出“平”“長”的形狀,比亞迪並沒有公布太多的技術細節。

但結論可以歸納為三點:

1,提高了刀片電池的體積能量密度;

2、降低了刀片電池的整體成本;

3、刀片電池具有很高的安全性;

此外,比亞迪還宣布,blade電池已經量產,將搭載在下個月上市的“漢”車型上。

企業的重視程度也可以作為判斷可靠程度的重要依據。

由於即將量產,比亞迪在知識產權方面也需要保護,壹般作為企業核心競爭力的專利都會寫著企業領導的名字。

從公開資料中可以看到,比亞迪刀片電池核心專利上寫著比亞迪創始人王傳福的名字。

夏季,國內再次發生多起電動車自燃事件。比亞迪通過發布技術、快速量產、高度保密,以解決電動車自燃問題為突破口,讓壹度不被看好、被認為走上歧途的比亞迪動力電池重新回到聚光燈下。

但是,安全性和電池密度、容量壹直是壹對矛盾。刀片電池是否解決了這個矛盾,相信“漢”上市後消費者的評價會比較客觀。

慢慢開始自研電池之路的特斯拉。

特斯拉目前的電池供應商是松下和當代安培科技有限公司,但特斯拉開發自己電池的意圖從未停止。大概率可能是,即使是目前市面上最好的電池,依然無法讓馬斯克滿意。

目前有消息稱,特斯拉已經發布了最新電池技術的專利,相對更加務實,在過去的基礎上有所改進。

特斯拉聲稱,以前的電池加熱方法有時會導致形成稱為鋰基質Li5AIO4的雜質,從而降低電池中的鋰含量。

雖然可以減少汙染,但也會讓電池的性能變差。

為了解決上述問題,特斯拉提出了“合成鎳鈷鋁電極的方法”。

正如專利中所述,電池將被加熱到足以生長單晶的溫度。

在改變鋰與其他金屬的比例後,在第壹次加熱過程中雜質的形成將受到限制。鋰將在低於第壹次加熱循環的溫度下被第二次加熱。

參與專利的研究人員指出,這種工藝有助於開發出無雜質的單晶NCA,使電池達到4000次以上的充電循環。

特斯拉在專利中寫道,在電池中使用NCA電極將使單晶材料無雜質出現,汙染物的減少可能會延長電池的整體壽命,這將有助於特斯拉為其汽車制造出續航時間為654.38+0萬英裏的電池。邁出了壹大步。

事實上,特斯拉的電池壹直處於改進狀態。多年來,該公司用於車輛和儲能系統的電池變得更加耗能。在千兆工廠和其他設施的幫助下實現的規模經濟也在很大程度上幫助特斯拉接近每千瓦時65,438+000美元的水平。

壹般認為,在這個水平上,電動車的價格可以達到和內燃機車壹樣的水平。

換句話說,特斯拉依然堅持三元鋰電池的技術道路,並且在不斷改進優化,節約成本。目前來看,特斯拉的技術路線是最安全的方式,雖然根本性技術突破的概率很小,但對於壹個可持續發展的業務來說,這是最好的選擇。

當代Amperex科技有限公司:“刀片電池”對我們更好,無鈷電池研發順利。

5月11日,當代安培科技股份有限公司舉行2019年度業績網上說明會。在說明會上,當代安培科技有限公司與特斯拉的合作細節成為投資者最常提及的問題之壹。

當代安培科技股份有限公司董事長曾玉群在業績說明會上表示:“當代安培科技股份有限公司將於今年下半年正式向特斯拉供貨,供應的產品將不限於磷酸亞鐵鋰或三元電池,視市場需求而定。”

“馬斯克告訴我,特斯拉想自己做電池。據我所知,他們的技術路線不會對我們造成影響。而且,我們正在討論如何在* *把電池做得更好,為新能源產業服務。”曾玉群進壹步透露,當代安培科技有限公司有自己的“無鈷”電池技術儲備,目前研發進展順利,正在努力做好供應鏈,因為這是壹個全新的、顛覆性的產品。

此外,當代安培科技有限公司對投資人提出的“比亞迪刀片電池技術”發表了自己的看法:“刀片電池也是當代安培科技有限公司2016量產的CTP(無模塊動力電池組)的結構創新理念之壹。我們選擇了CTP結構創新中最好的,比如CTP-0,CTP-1,CTP。曾玉群說。

目前,當代安普科技有限公司作為國內最大的電池供應商,不僅在三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池方面發展迅速,在新壹代電池的研發方面也取得了長足的進步。

據了解,目前市面上的電池大多含有鈷,鈷是壹種稀有金屬,是電池組件中最昂貴的材料之壹。由於無鈷電池不含鈷,電池成本比三元鋰電池低五分之壹左右。

而和比亞迪的隔空對話,因為雙方的新壹代電池還沒有量產產品,技術還是無法比的。

但比亞迪也隔空回復了壹條微博,對當代安培科技有限公司持懷疑態度。

但無論如何,當代安培科技有限公司在多品類電池方面的綜合實力毋庸置疑,電池成本痛點也是制約新能源發展必須解決的問題。無鈷電池技術未來可期。

各種技術路線的發展。

無論電池技術路線如何變化,其根本目的都是讓電動汽車充電快、安全、跑得遠。

各種路線的出現也說明目前的技術道路仍然沒有最優解。對於中國來說,我們希望找到彎道超車的方法,有更多的想象力,這是人類社會進步的動力。

但是我們不想為了噱頭而去主張什麽。電池技術的發展看似緩慢,但即使從2014特斯拉進入中國開始,動力電池技術的發展也是翻天覆地的。

但面對層出不窮的電動車自燃事件,需要全行業共同努力,就像松下18650電池容量增加了3.2-3.5-3.7-4.0Ah壹樣

這種非爆發性但累積性的進步,可能是電動車行業穩定健康發展的最佳模式。

動力電池會不會迎來壹個可預測的奇點時刻?

沒有基礎科學的重大突破,100%以上的突破可能幾年後就成了笑話。

但是,當電動汽車成為壹個健康的產業,形成壹個盈利的產業鏈,無論是技術層面還是商業層面,迎來突破只是時間問題。

本文來自車家作者汽車之家,不代表汽車之家立場。

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