无钴时代来临,第一辆无钴量产车竟是它

  • 发表于: 2021/08/31 13:05:42 来源:车云网

蜂巢能源先于特斯拉、松下、LG化学等,成为全球第一家真正实现无钴电池产业化的电池企业。

8月29日,蜂巢能源在第二十四届成都国际车展上宣布,其开发的全球首款无钴电池包正式搭载长城欧拉首款SUV车型樱桃猫,实现量产装车。本次量产装车的无钴电池包的总电量82.5KWh,系统能量密度170Wh/kg,支持工况续航里程超600公里。

基于此,蜂巢能源先于特斯拉、松下、LG化学等,成为全球第一家真正实现无钴电池产业化的电池企业。而且蜂巢能源的无钴电池已经获得国内多个车企客户定点,同时国际一线车企的推进也在同步进行。

为何要“去钴”?

目前锂离子电池是新能源汽车动力电池的主流技术路线,而锂离子电池按正极材料的不同,又可分为磷酸铁锂电池和三元锂电池。

磷酸铁锂电池能量密度与续航均表现一般,但胜在安全性。三元锂电池的优势在于能源密度高,与之相对应的就是更长的续航里程,这也是很多车企追求的重要指标,但其安全性能不敌磷酸铁锂电池。不同的性能特性匹配了不同的消费者需求,让它们有着各自的市场。

三元锂电池,顾名思义其正极材料主要由三种元素组成,NCM(镍、钴、锰),或是NCA(镍、钴、铝)。而钴的作用就在于,当电池充电时,电池的微观结构不稳定,钴可以让镍和锂稳定在自己的位置上,从而改善电池寿命和电池容量。

既然钴在三元锂电池承担了重要角色,为什么还要“去钴”?

首先钴属于不可再生的稀缺资源,其储量及其有限。全球探明的储量仅有710万吨左右,与镍、锰、铝等数十亿乃至百亿吨级别的储量相比显得十分稀少。随着新能源汽车产业在全球的快速发展,有机构预测在2026年后钴资源就将供应不足。

其次是分布不均、成本昂贵。钴储量70%分布在刚果、澳大利亚和古巴,作为全球最大的新能源汽车消费市场也是最大的钴产品消费国,中国已探明的钴储量仅为8万吨,占全球总储量的1.14%,因此必须依赖进口,这也是目前我国锂电池行业面临的最大的资源“卡脖子“难题。此外,钴不仅昂贵,而且价格波动大,目前钴占三元锂电池成本的40%。

最后则涉及到人权问题,国外部分地区使用童工和手抓矿的生产方式,正给当地人民带来无尽痛苦,这也让含钴电池的使用受到极大诟病。

多方因素的叠加,让无钴电池成为了动力电池的重要探索方向。

蜂巢能源为何能拔得头筹?

作为一家2018年才脱胎于长城汽车的电池企业,蜂巢能源为什么能率先拔得头筹,啃下无钴电池这块硬骨头?

也正是因为成立时间晚,让蜂巢能源在产品、制造、工艺等环节的创新不存在太大的业务包袱和内部阻力。而且车企的背景可以让其从客户需求出发,解决车企动力电池成本、安全、续航等现实痛点。

此外从外部市场竞争来看,对于后入局者而言,原有材料体系电池已经被先入局者抢占市场份额,后来者只能独辟蹊径,通过产品和技术差异化创新,形成错位竞争,才能在激烈的市场竞争中占得一席之地。因此,蜂巢能源从成立起就明确将无钴电池作为其核心产品战略。

据介绍,蜂巢能源累计投入超过5亿元研发经费,1200余名研发人员,120名材料、电芯专家,历时数年研发,终于掌握了无钴电池的核心技术。

从最为基础的材料环节出发,蜂巢能源通过阳离子掺杂技术、单晶技术和纳米网络化包覆,显著改善无钴层状材料的镍锂离子混排问题以及循环寿命的问题,使无钴材料跨过关键障碍,走向规模化应用的阶段。

在电芯工艺环节,蜂巢能源的无钴电池从一开始就选择了方形叠片工艺,考虑到在车规级动力电池对于标准化、大容量和大尺寸的需求趋势,方形叠片工艺具备内阻低、能量密度高、高倍率放电容量较高、不容易变形等综合优势。

而为了提升叠片工艺的效率,蜂巢能源与国内外设备企业共同开发了效率更高的叠片设备,其3.0叠片技术能够将速度提升至0.125秒/片,与卷绕生产工艺速度相当。

在电池产品规格选型上,蜂巢也进行了差异化的设计和创新,其电芯涵盖了基于590模组的电芯设计和基于矩阵式PACK设计的L3薄片长电芯,满足不同车企的差异化需求。

在产品验证上,无钴电池包从2020年开始搭载欧拉样车路测,通过涉水实验、强化路试、整车充放 电性能、急加速、减速电池性能、全车电池包绝缘检查等多项整车性能测试,累积测试里程80万公里。

动力电池进入无钴时代

从2019年发布首款无钴电池,到如今实现量产装车,蜂巢能源推动动力电池行业进入无钴时代。

据介绍,本次量产装车的无钴电池包的总电量82.5KWh,系统能量密度170Wh/kg,采用标准平台化MEB模组,应用航空级隔热材料和轻量化设计,经过全面的性能测试和严苛的零部件安全测试,热失控等测试数据远超国家标准要求。搭载在紧凑级SUV车型樱桃猫上,常温工况下续航里程可达600公里以上;性能强劲,5秒内可实现整车百公里加速;防水性能达到IP67;低温情况下,能量保持率高,加热速度快。

关于无钴电池的后续产品规划,蜂巢能源董事长兼CEO杨红新表示,蜂巢能源无钴电池目前共规划四款量产产品,分别是无钴H 系列115Ah电芯,155Ah电芯,H Plus系列157Ah电芯,和无钴E系列115Ah电芯,覆盖全部车型超长里程。其中无钴H系列115A电芯和155Ah电芯能量密度为240Wh/kg,115Ah产品已经率先实现量产装车。

在产能方面,蜂巢能源已经规划了10GWh无钴电池产能;到2025年,无钴电池的产能将超过50GWh,并实现与三元电池共线生产。

总的全球产能规划方面,蜂巢能源在德国斥资20亿欧元建设欧洲工厂,国内则在长三角、华南和西南三大区域快速布局,仅 2021 年上半年就在四川遂宁、浙江湖州,安徽马鞍山、南京溧水等多地投资建设生产基地和智能化工厂,预计2025年全球总产能将突破200GWh。

车云小结:

蜂巢能源在动力电池行业可谓呈“黑马之姿”,作为一家刚成立3年的新势力企业,已经进入了行业的前十名。根据中国汽车动力电池产业创新联盟的数据,今年1-7月,蜂巢能源在国内动力电池装机量排行榜中名列第7。

此次蜂巢能源无钴电池的量产,不仅可以让动力电池行业摆脱对钴资源的长期依赖,大幅降低动力电池成本;还将有助于蜂巢能源打开新的市场,获取更大份额。


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