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全周期续航160万公里!特斯拉电池日将近,或推四大新科技
文章来源 : 中国工业新闻网 发布时间 :2020年09月15日 11:07分享到:

  中国工业报 左宗鑫

  距离9月22日特斯拉“电池日”活动还有1周的时间,特斯拉CEO马斯克已率先在社交网络上积极造势。电池日是特斯拉公司固有的主题日活动,为了介绍自己最新战略和技术突破,向外界公布自己公司未来主要发展的方向和前景

  据悉此前预热的特斯拉在电池方面四大技术“核弹”(百万英里电池、无钴电池、干电极技术、硅纳米线技术)极有可能会在此次活动上抛出。

  百万英里电池:电动车使用寿命将增长

  电池是电动汽车的命门,电池容量、寿命是决定电动汽车好坏的主要参数,也是全球电动汽车企业最头疼的问题。如果电池寿命不高、容量小,会导致电动汽车贬值过快,市场的接受度变低,长里程电池的出现必将是一个里程碑的事件。

  特斯拉作为电动车第一企业,在电池里程延长的技术进行了大额的投入,也收获了不小的成绩。2015年,专注于锂电技术产业化的杰夫·戴恩团队进入特斯拉,研发寿命更长、成本更低、能量密度更高的锂离子电池。

  而今年,特斯拉再次曝出大动作。“百万英里”电池将采用新一代 “单晶”NMC532阴极和一种新的先进电解质,相比现代传统电池,其充电生命周期提升到4000次,电池生命周期内的汽车续航里程也将因此突破100万英里(约合160万公里)。

  就在外界对“百万英里”电池有诸多猜测之际,路透社9月11日报道,特斯拉正与加拿大矿业公司Giga Metals就帮助开发一座大型矿进行谈判,这将使特斯拉获得用于生产电池的低碳镍。资料显示,该矿已测量并显示储量为236万吨镍和14.1万吨钴。Giga计划在20年内每年生产4万吨镍和2000吨钴。这足以为数千辆电动汽车提供动力。

  无钴电池:研发已成大势所趋

  目前特斯拉电动汽车主要采用NCA三元锂电池,在生产过程中需要用到钴金属。但钴作为稀缺金属,产量少且分布不均,未来的持续性应用非常困难,不利于产业发展,寻找替代性技术非常必要。

    早在2018年,马斯克就发布推特称,特斯拉的钴使用量将从3%降至0%。据统计,钴在地壳中的含量较低,丰度仅为0.0025%,全球陆地钴的储量约为710万吨,区域分布却十分集中,刚果(金)在全球钴储量的占比为 52%。在全球目前的钴元素消耗中,约50%左右用在锂电池上。因此,降低钴的用量已成大势所趋。

  今年2月18日,“特斯拉将研发无钴电池”的消息不胫而走,一时间资本市场被激起层层浪花,钴元素相关股票纷纷大跌。而无钴电池的出现,必将对现有的电动汽车电池产业产生翻天覆地的改变。

  据报道,目前特斯拉正在和宁德时代合作研发无钴电池,双方合作的方向比较偏向于磷酸铁锂电池,目前磷酸铁锂版本的国产Model 3已经出现在了工信部的新车目录之中。

  干电极技术:电池能量密度将大幅提升

  相对于“百万英里电池”和“无钴电池”两项技术,干电池电极的相关技术数据还不是很透明。2019年5月,特斯拉用2.18亿美元收购了专门研发电池和电容的Maxwell。Maxwell成立于1965年,总部位于加利福尼亚州圣地亚哥,是全球第一的超级电容器制造商,在电池业务方面核心拥有著名的“干电极技术专利+超级电容”。而干电极技术也很可能是马斯克在本届电池日可能宣布的技术突破之一。

  干电极可以生产出更厚的电极,使电池的能量密度得到大幅提升,用该工艺制成的三元锂电池电芯单体能量密度最高可达到500Wh/kg,而目前主流的三元锂电池电芯单体能量密度为300Wh/kg左右。

  干电极的另一个好处就是,在电池使用之后,持续为其补充锂金属,可弥补电池的容量衰减,而采用湿电极法制备的电极,难以补充金属材料。

  硅纳米线技术:电池质量体积将减少一半

  该项技术比较隐秘,此前一直没有露出痕迹,大众也只是从特斯拉发布的电池日最新海报中猜测的。特斯拉电池日海报上有一些抽象的线条,这是一种新的电池材料——硅纳米线的结构图,所以部分海外媒体认为特斯拉在电池日上发布的将会是基于硅纳米线技术的全新电池,而非之前所传闻的干电极技术。

  据介绍,采用硅纳米线技术后,电芯的重量将会减轻一半,占用的空间也会是当前锂离子电池的一半,同样体积的电池其能量密度也更高。

  虽然特斯拉一直在对于新的电池技术进行探索,但干电极技术和硅纳米线技术距离正式量产还有一定的差距。因此,百万公里电池和无钴电池这两种真正能够为电动汽车提供便利的电池技术或许才是此次特斯拉电池日的重头戏。

  业内人士表示,当下新能源车普遍有着高续驶里程,其搭载的高能电池材料能量虽高但危险性也大。从技术角度来看,如果出现自燃,首先有可能是电池本身存在质量问题。例如电池一致性、生产设备的投入、所采用的的材料稳定性等都会影响电池的品质。

  数据显示,2040年电动汽车将占全球乘用车销量的58%,2025年这一比例为10%。镍有助于把更多的能量塞进更便宜、更小的电池组,使电动车充电更快,比插电式混合动力车行驶得更远。

  据不完全统计,A股市场上,有镍电池相关业务的公司约30家,包括华友钴业、鹏辉能源、科力远等。而新能源汽车龙头比亚迪有制造和销售锂离子电池、镍电池,宁德时代可通过技术手段使镍钴锰锂等资源循环利用。总体来看,镍电池概念股合计市值超过万亿元。

编辑 : 杨靖
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