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镍钴新能源(特斯拉抛弃三元锂电池)

发布时间:2024-04-18 05:50:06 游览:14 次

近日,有消息称,特斯拉正与宁德时代接洽,在中国制造的特斯拉汽车上使用宁德时代的不含钴电池,协商已经进入尾声。如果这一协议达成,这将是特斯拉首度在产品中使用磷酸锂铁(LFP)电池。

无独有偶,我们都很熟悉的磷酸铁锂老大比亚迪1月宣布将推出基于磷酸铁锂技术的“刀片电池”,这让磷酸铁锂电池突然火了起来,不同品牌,虽然都在自己的市场里占据首位,但不约而同的选择磷酸铁锂这个命题,这是为哪般?

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磷酸铁锂为何被抛弃?

无论在新能源汽车刚刚兴起的十年前,还是年销量规模已经超过120万辆的现在,当消费者面对“购买电动汽车最看重哪部分”这个问题时,所给出的答案始终是电池。

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近几年,受到国家相关政策的影响,具有高能量密度优势的三元锂电池得到了更多应用,三元锂电池的低温放电性能较磷酸铁锂电池要好;三元锂电池的能量密度较磷酸铁锂电池要高,同等重量或体积电池包,续航及充电效率更高;三元锂电池是新能源汽车领域的主流,只有比亚迪坚持磷酸铁的话,将会成为领域的孤家寡人,寡难敌众。这三点出现在电动车的动力电池领域,而比亚迪不仅是一家汽车制造厂商,也是一家动力电池生产厂商,如果坚持使用磷酸铁锂电池的话,那也就意味着电池市场将会流失得更快,所以比亚迪不得不弃磷酸铁锂转向三元锂电池。执着的比亚迪却始终坚持两条腿走路。在比亚迪内部,电池安全是被定义为最高级别的。

即便是三元锂电池,比亚迪也选择了相对保守的能量密度方案,这也成就了比亚迪动力电池安全0事故的纪录。另一方面,比亚迪从未放弃对磷酸铁锂电池的应用和技术迭代。深耕领域多年、具有强大创新能力和深厚技术积累的比亚迪始终是磷酸铁锂电池的引领者、示范者和扛旗者。

三元锂电池,凭借自身高能量密度的特性,迅速成为包括特斯拉在内一众厂商的唯一选择。可以说,近年来新能源汽车的迅速普及正是得益于电池技术特别是能量密度的不断突破,从100公里到600公里,积压在整个产业链条上的“续航焦虑”终于得到了释放。

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三元锂电池为何突然踩下急刹车

无钴电池是什么?目前新能源汽车电池主要分为磷酸铁锂电池、三元锂电池两类。前者是指磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,这类电池不含钴等贵重金属,制造成本较低,价格便宜的优势。三元锂电池是指使用镍钴锰酸锂作为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池。此类电池电压平台很高,在相同的体积或是重量下,三元锂电池的能量、功率更大。由于采用钴,所以成本也更高。

在2019年8月18日发布的《2019年动力电池安全性研究报告》提及,2019年9月前,电动汽车自燃起火事故频发,据不完全统计,根据国内外媒体所报道和动力电池相关的电动汽车安全事故目前统计已达40余起。报告显示,伴随三元锂电芯、方壳电池装机比例提高,事故原因拥有一个共性,从电池类型来看,多数事故车辆配备的是三元锂离子电池,从形状来看,较多事故来自于方壳电池。

当然,安全只是相对的,三元,锰酸锂,纯钴的,只要刺穿撞击形成短路,电流瞬间可以烧红联接正负极的镍片。三元锂和磷酸铁锂,一个高能量密度,一个高安全性!真的很难取舍!铁锂挤压,穿刺,火烧,均不会出现燃烧和爆炸!但装同样重量的电池,铁锂跑350公里,三元可以跑500公里,铁电池的循环次数都是三元电池的两倍,可是三元锂穿刺直接爆燃。

对,安全问题是直接影响三元锂电池作为动力电池的地位。随着磷酸铁锂的回暖迹象愈发明显,业内对此也诸多争议。争论的焦点之一就是安全问题。一般情况下,单体电芯单位空间聚集的能量越多,瞬间爆发出来的危害性越大,安全性越低。所以能量密度较低的磷酸铁锂电池的安全性相对于三元锂电池略高一些。

比亚迪还是大爷?刀片电池横空出世

前面我们说到了磷酸铁锂对比三元锂电池的最重要的首要劣势就是密度,这也是现在新能源车大多数选择三元锂电池的原因。此时此刻,当安全和寿命取代能量密度,成为新能源汽车行业的普世评价标准,曾经因能量密度不足短暂“失宠”却更安全、更可靠的磷酸铁锂动力电池也就拥有了更多可能。

比亚迪的磷酸铁锂“刀片电池”,采用CTP成组方式,在电芯形状上采用了又长又薄的“刀片”形状。在这些技术的加持下,磷酸铁锂的体积比能量密度提升了50%,使得比亚迪“刀片电池”的体积比能量密度基本上接近了三元811体积比能量密度的水平。在安全性方面,比亚迪独创的七维四层防护体系,全方位有效的保护电池安全。基于磷酸铁锂技术的刀片电池安全性保障更加突出,比亚迪将再一次定义全球动力电池安全新标准。此外,在使用寿命方面,刀片电池相比三元锂电池同样具有无可比拟的优势。

让人欣慰的是,比亚迪“刀片电池”的续航里程已经几乎可以比肩三元锂电池。某专家在2019年中国电动汽车百人会上发言时指出:比亚迪将磷酸铁锂电池结构,缩减至单体电池和电池PACK,是2019年做的最棒的事。

据悉,比亚迪计划年中上市的全新中大型新能源轿车——汉EV,将作为首款搭载刀片电池的产品。在风阻系数仅有?0.233?Cd和强劲刀片电池组的双料加持下,比亚迪汉的NEDC里程超过600公里。凭借极富动感的造型和卓越的参数表现,比亚迪汉成为了2020年最值得期待的新能源汽车。

2020年可能是全球新能源车的动力电池革命,各方电池厂家包括主机厂都会不惜余力的进攻前瞻未来的新能源汽车的动力电池领域,汽车以人为本,人的安全才是重中之重,新能源车动力电池将何去何从,看2020年“神仙打架”的结果。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

很快,宁德时代相关业务负责人便回复称,“这是妥妥的谣言。”她表示,“短期内811仍将作为宁德时代的主攻战略,宁德时代并没有放弃811电芯,多条线路并行一直是公司发展电芯业务的核心思想。”

但随着时间推移,在宁德时代内部人士“辟谣”下,关于811体系“败退”的观点仍然争论不休。

01.

811电池的优势和劣势

要了解811电池,首先要知道811电池是什么。我们俗称的811电池,是NCM811三元锂电池。即正极材料中为镍钴锰,同时含量比例为80%:10%:10%的三元锂电池,是目前最高能量密度与最高技术含量的锂电池。

除了NCM811之外,目前市场还有以 NCM523(镍钴锰配比分别为50%:20%:30%)和NCM622(60%:20%:20%)为代表的三元锂电池,都是电池厂的主流路线。

811电池由于镍元素含量的大幅提升,能够大大提升电池的能量密度,为电动车带来更长的续航里程,因而成为车企的首选。在去年,正值宁德时代811电池刚问世,Aion S作为首先搭载车型,吸引了一大波眼球。

但是在动力电池中,高活性的镍元素比重越大,正极材料的热稳定性就越差。具体表现为,当电池遇到高温、外力等冲击,更容易引发热失控。充电时,产生气体使电池出现鼓包。所以,811电池被认为是在更高镍含量电池上市之前,稳定性和安全性有待提升的动力电池。

02.

车企在选择上更谨慎

事实上,早在811电池发展初期就曾有电池行业专家提出,国内电池企业跳过622直接量产811的做法过于冒进。在没有充分得到验证的情况下贸然推出,将会面临不可知的风险。不过,在当时国家补贴政策更倾向于高能量密度,以及行业都在追求续航的大潮下,掩盖了这样的声音。

今年,目前包括广汽、吉利、上汽等主流自主品牌旗下荣威ER6、几何C等新车在动力电池的选择上都开始逐渐放弃NCM811,并逐步转回到相对安全的NCM523电池。比亚迪在今年推出了刀片电池后,也正在慢慢切换。

“除了旗下高端品牌ARCFOX(配套SKI 811体系电池),其他产品都是在用三元523电池。”有北汽新能源内部人士称。

同时据“E车汇”也了解到的信息显示,作为第一个“吃螃蟹”的广汽新能源Aion S,在2020款改款后,电芯也已经悄然换成NCM523,但电芯还是来自宁德时代。

即便是仍在使用NCM 811电芯的品牌,也变得更为谨慎。即将上市的宝马iX3依然用的是811电芯,但是成组后电池能量密度为154wh/kg,并没有追求180wh/kg甚至更高能量密度的811电芯。

由此可见,车企对电池的安全变得尤为谨慎,811电池的衰退或已成为行业共识。

03.

替代品正在快速发展

现在,传出宁德时代断供811电池的消息,虽然已经“辟谣”,但宁德时代在对高镍三元电池的使用上将趋于谨慎,或是不争的事实。同时,宁德时代相关人士也表示,宁德时代正在加速研究固态电池,并透露,宁德时代下一代电池将瞄准无金属电池,也就是没有镍钴锰的锂电池方向。

再加上磷酸铁锂迎来了技术突破、能量密度得到大幅提升,在安全性上得到保证的同时,也能够做到与三元锂电池基本相同的续航里程。根据“E车汇”的不完全统计,目前江淮、上汽、北汽、欧拉、特斯拉等品牌,均在工信部申报了相关车型的磷酸铁锂版本。

而宁德时代也推出了磷酸铁锂电池,进行多方向转型。

蜂巢能源则推出了“无钴叠片电池”,按照蜂巢能源相关人士的说法,无钴叠片电池比811在电芯层级的成本价格要低约8%-10%,续航里程和能量密度也能够达到相关的水平,同时在安全性上也有着一定的提高。

而在传统的NCM523电池上,通过大模组或高电压材料方式升级,也能实现系统能量密度180wh/kg,达到了811电池的水平。

并且据业内人士透露,811电池虽然钴含量低,理论上成本会更低,但由于良品率和装机量等问题,成本并没有低于523电池,相较于磷酸铁锂电池更是价格高昂。

811电池现如今已经是四面楚歌,那么距离高镍电池走下神坛还有多远?

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