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硅纳米线、无钴高镍、干电极…特斯拉“电池日
发布时间:2020-12-17 07:48    文章作者:真人麻将

  在电池领域的动作频繁,近期又有了重大进展,特斯拉在其发布的电池日活动注册页面上,公布了硅纳米线的结构图,

  不过,根据此前爆料,特斯拉能否推出百万英里电池,能否通过干电极技术和高镍NCM的高能电池技术实现无钴,能否通过硅纳米线技术提高寿命等诸多话题是投资者关注的重点。

  早在去年4月,马斯克就宣布,预计将于2020年投产一种新型电池,这种电池能够驱动特斯拉汽车行驶百万英里,是普通电池包寿命的2-3倍。

  百万英里意味着,总续航里程有望超过100万英里,大约160万公里,有望将电动车的成本拉低到与传统动力汽车相近的水平。

  2019年9月,特斯拉电池合作伙伴Jeff Dahn团队发布论文指出,相比普通的锂电池只能提供1000-2000次的放电循环,百万英里电池放电1000次后,还有95%的寿命,放电4000次后还有90%。

  值得注意的是,“百万英里”电池道路上并非只有特斯拉。今年5月份期间,国内最大的动力电池生产商宁德时代表示其将推出一款可以使用16年,寿命超过200万公里(124万英里)的动力电池。创始人曾毓群还表示,现在已经具备了生产这种电池的能力,不过这款电池的生产成本较之普通电池将会提升10%。

  对于特斯拉百万英里电池的实现方式,平安证券表示,这两条技术路线值得关注:一条是特斯拉收购的子公司Maxwell,主要专利技术涉及干电极和补锂;另一条是特斯拉及其合作伙伴Jeff Dahn团队,通过分析特斯拉及Dahn团队在2019-2020年申请的专利可以发现,主要专利技术致力于改善锂电池的循环寿命,涉及正极材料的制造工艺、电池的制造工艺和新型电解液添加剂,研究目的正好与特斯拉的长寿命电池量产计划相契合。

  平安证券认为,特斯拉百万英里电池的实现方式与19-20年申请的一系列专利有关,当中也有可能运用到Maxwell的技术。通过对各个专利结论和改善效果的分析,负极补锂、单晶三元、无极耳电极以及包含PDO添加剂的电解液体系在百万英里电池中应用的可能性较高。

  今年2月份,特斯拉透露上海超级工厂的电动汽车中使用“无钴”电池。消息发布后,市场预计特斯拉所指的无钴电池为在中国市场已经应用多年的磷酸铁锂电池。当天钴资源股大跌,华友钴业、寒锐钴业双双跌停,而比亚迪等磷酸铁锂电池概念股开盘大涨,随后几个交易日继续攀升走高。

  随后,特斯拉在其官方社交账号上回复一位用户时表示:“请留意特斯拉的电池发布会,无钴,不代表一定是磷酸铁锂。”随后特斯拉删除了该回复。

  所谓无钴电池,通常被认为是指剔除镍钴锰三元锂电池中的钴成分。浙商证券认为,完全无钴化电池可能性较低,特斯拉在继续推行其“低钴化”路线的同时可能也会部分采用磷酸铁锂电池,特别是在推出了刀片电池以及宁德时代公布了CTP技术后都将进一步放大磷酸铁锂的成本和安全性优势。

  事实也证明,特斯拉电池完全无钴化可能性极低。今年6月16日,特斯拉与嘉能可达成协议,每年将从后者采购6000吨钴,用于上海工厂以及计划中的柏林工厂。这或许就在暗示特斯拉至少短期内技术道路上未能取得突破,仍无法完全实现无钴。

  不过,在市场驱动下,降低三元锂电池中钴含量的趋势依旧存在。此前,松下美国电动车电池业务负责人Yasuaki Takamoto表示,该公司计划在5年内将供应给特斯拉的“2170”电池的能量密度提升20%,并且在“2到3年”内实现无钴电池的商业化。

  Takamoto表示,松下已经开发出一种技术,能够将“2170”电芯的能量密度提升5%以上。2020年9月起,松下将在其与特斯拉合资的内华达工厂改造生产线,以进一步提升电池的能量密度。

  财通证券指出,镍可以提高动力电池的能量密度,因此高镍正极材料(NCM811和NCA)将是未来动力电池发展的大趋势。在可预见的未来,动力电池路线为“三元为主,铁锂为辅”。

  今年4月份,被特斯拉重金收购的Maxwell前高管透露,特斯拉或将在特斯拉“电池日”上主推Maxwell的干电极技术,在降低电池成本的同时提高能量密度和续航里程。该前高管同时表示,作为Maxwell多年合作伙伴的新宙邦延续为特斯拉供货“问题不大”。

  据了解,Maxwell的干电极工艺让电池正负极不需要使用溶剂,而是以粘合剂和导电剂代替,从而克服三元锂电池高镍电极热稳定性差等问题,能量密度能可达300Wh/kg,未来甚至还可能突破500Wh/kg。

  天风证券表示,干电极技术原先使用于超级电容,Maxwell则是全球干电极技术领域的龙头企业,现在其试图将干电池技术应用至锂电池领域。锂电池使用干法的优势在于减少成本10-20%,能量密度提升50%,电池寿命延长1倍,对锂电池的性能提升非常显著,但缺陷也较明显,与超级电容的比表面积相比,锂电池的比表面积较小,实际生产有难度,其次极片较厚,相对倍率性较差,因此商业化有一定难度。

  近日,特斯拉发布了电池日活动的注册页面,页面背景图片是一种新电池材料——硅纳米线的结构图,特斯拉即将在9月22日电池日上发布基于硅纳米线而不是干电极技术的全新电池。

  硅纳米线作为一种已知技术,可以减轻电池重量和体积,从而提高电池效率,有助于制造能量密度更高、使用寿命更长的电池,业内预计,

  据了解,硅纳米线取代了传统锂离子电池中的负极材料石墨,硅纳米线纳米左右、长度无限制的材料,是一种新型的一维半导体纳米材料,内晶核是单晶硅,外部有一层Si〇2进行包覆。Amprius的专利显示硅纳米线mAh/g的能量密度,且该公司已经搬去跟特斯拉Tera电池制造工厂附近,特斯拉电池日也将在这举办。


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