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“高镍时代”已经到来!

作者:中国储能网新闻中心 来源:NE时代 发布时间:2018-06-12 浏览:
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中国储能网讯:通用、本田近日发布新一项在新能源汽车领域的战略合作声明:基于通用的新一代电池技术,本田将采购电池模块,用于北美销售车型中。此时,自2021年将投入量产的新一代电池,成为了新能源领域探讨的对象。

据路透社揭秘,在通用的计划中,当前为其提供电芯的供应商——LG化学,有意向为通用新一代电池单元继续提供电芯。目前,雪佛兰Bolt中采用的即为LG化学的NCM 622电池芯,经EPA估算的续航为238英里(约合382公里)。然而,通用方面对于该消息的回应是,拒绝透露进一步的细节,仅表示现在还没有决定好新电池供应商。

虽然通用和LG化学之间面对新一代电池的电芯供应协议还有待时间来达成,但是路透社今年年初已对通用新电池设计有所了解。知情人士透露了通用新电池设计的关键信息:通用将减少当前锂离子电芯最昂贵的成分——钴的用量,增加可创造高能量密度成分——镍的含量。

无论是否继续采购LG化学的电芯,通用新电池单元的成分基本可被确定为高镍少钴。这正是当前电池进化中展现出的高镍方向。

中国受政策带动新能源汽车发展快速,已是全球最大的电动汽车销量国家;全球欧洲等市场的新能源汽车规模虽没有中国大,但也是主要力量。不过,在这一片繁花似锦,前景大好的景象中背后,锂电池出货量快速上涨,对钴的需求也随之出现增加,例如在中国约76%的钴用于锂电池生产,电池是钴的主要用途。

钴被视为动力电池发展的关键性材料,甚至被业内人士以“命门”来形容。这个过程中,钴的价格在过去两年中已在快速上涨。

然而从当前的数据来看,钴在可预见的未来供给增量相当受限。从地理上看,高品位钴资源主要集中在刚果,但该地区的自然环境、贫穷、社会环境和基础设施不完善等不利条件,为钴矿的开采带来了一定的难度。若探明、开采新钴矿也需要很长的周期。因而钴资源受制于技术和开采规模限制,未来几年将会出现吃紧的局面。

于是,少钴或无钴成为电池供应商在原材料价格或资源下压情况之下采取的措施。例如,今年5月底,特斯拉电池供应商松下表示,由于关键电池原材料价格不断飙升,它计划展开无钴汽车电池的研发。松下汽车电池业务高管田村健二(Kenji Tamura)透露,公司已在缩减钴在电池中的使用,不久的将来将把钴的使用量降为零。

特斯拉更称,Model 3采用的电池能量密度是目前市面上所有电动汽车中最高的,其NCA(镍钴铝)电池中钴的含量已经低于其他电池供应商即将生产的下一代NCM(镍钴锰)811中的钴含量。ModelSModel X则使用的是松下NCA电池,基于此考虑,外媒认为NCMA正极可能是特斯拉和松下下一步的升级方向。

NCMA,同样也是LG化学规划的中长期电池型号。LG化学CFO Chung Ho-Young告诉外媒,811型电池更适用于圆柱形,软包电池仍以622型为主。至于软包电池,我们考虑以后先升级到712型(70%镍,10%钴,20%锰)。目前公司正在积极研发NCM 712,未来两至三年内实现量产。NCMA则是我们的中长期目标,这类电池中增加了氧化铝,钴的含量少于10%,镍的含量将进一步提升至接近90%。公司计划在2020年实现大规模量产。

除了NCMA外,NCM 811也是多家电池供应商着眼的对象。然而LG化学表示现在圆柱型811电池主要用于电动巴士中,但据外媒报道,LG化学希望成为第一家为新能源乘用车提供NCM 811电池的供应商。

另一家韩企SK innovation表示将在今年第三季度开始生产第一代NCM 811电池。起亚Niro纯电车将是首款采用SK NCM811型号的电池。第一代NCM 811电芯阳极没有太大变化,但增加了石墨和少量的硅,来提升能量密度。到了第二代,将采用金属锂阳极和固态或半固态电解液。到实际用途中,第一代NCM 811电池可带来500公里的续航里程(较NCM 622400公里增加了25%);第二代NCM 811电池的续航里程则为700公里,估计到2020年后方会到来。


NCM 811中的镍含量在80%,虽然没有高于LG化学的NCMA90%比例,但同样处于高水平。而正极中镍的含量越高,电池的能量密度也会成正比提升,但会失去部分热稳定性,容易爆炸。也因此,电池从来都是多种元素相互作用,影响比功率、能量密度、成本和生命周期。LG化学就选择了更为保守的策略,目前仅在电动巴士上使用NCM 811电池。

不过,NCM 811虽会造成热稳定性的降低,钴材料用量的降低却会对全球电池产能的提升带来积极作用。对于能量密度的追求,依然在推动电池供应商向高镍多元电池方向迈进。但维持电池组稳定却是它们实现NCM 811大规模量产必须跨过的门槛。

 

 

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