四年一次的无钴叠层蜂窝能源开发锂电池的未来

在正常情况下,让一群专业技术人员来做公司和新产品的发布,最终会成为一个技术研讨会,没有任何意外。果然,今天在保定长城哈弗科技中心三楼的会议室,蜂巢能源公司的新产品发布会变成了一场技术交流会,没有任何意外。这次半技术讨论和半新产品发布会的有趣内容是什么?让我逐一介绍你。

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蜂窝能源

首先,让我们介绍本次会议的主人,“蜂窝能源”。不要看着“蜂巢”这个词,想想你所在社区门口的“风超特快柜”。这两者之间没有关系。这种蜂窝能源的前身是长城汽车动力电池部门,该部门自2012年以来一直在开发电池。如果

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一直是长城汽车的电池部,那么以后就不会有这样的故事了。然而,就像不可能有长城汽车一样,它也创造了一个哈弗品牌,当它仍然感到不满意时,它创造了一个WEY。“耐不住寂寞”魏建军先生在新能源汽车市场“稍稍误判”,然后做出了一个痛苦的决定“我必须找回我失去的东西!”因为我错过了第一次淘金潮,我会给你第一次淘金潮一条裤子和一个开始。

是他的想法和行为。2017年,长城汽车公司入股澳大利亚的一个锂矿,锂是制造新能源汽车动力电池的必需金属元素之一。随后,2018年2月12日,长城汽车注册成立蜂巢能源科技有限公司,其业务范围主要包括锂离子动力电池及其正极材料、储能电池等方面的开发和销售,以及新能源汽车充电桩和电池回收的开发和运营。

不仅如此,为了保证电池业务的独立发展,也为了将来更方便地为其他品牌的新能源汽车提供电池,长城汽车于2018年10月27日宣布,将以7.9亿元的价格将100%的蜂巢能源股权转让给长城控股的全资子公司保定毛睿。12月28日,长城宣布将相关专利和非专利技术资产转让给蜂巢能源保定分公司

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简而言之,蜂窝能源可以被看作是长城汽车“骑上马,让它骑一次,让它再骑一次,就把它送到你家门口”的结果因此,虽然蜂巢能源厂建在江苏省常州金坛,但公司的根在河北省保定市朝阳南街2199号。你没看到蜂巢能源技术中心建在这里吗?道路的对面是长城汽车哈佛技术中心的大门。路的两边是一左一右,两个门在远处互相呼应。

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正对着蜂窝能源研究中心,它是长城汽车哈佛技术中心的大门。几乎是传奇的是,每家肯德基的对面都有一家麦当劳,但不同的是,两家公司都属于同一个老板。说到这个,你觉得中国新能源汽车的领导者比亚迪怎么样?是的,目前,比亚迪是中国唯一一家拥有独立研发和生产电池的汽车公司。另一种是收集电池并自己打包电池组。甚至一些新能源汽车制造商甚至没有能力打包并全部外包出去。比亚迪去年还宣布,将“打破内部垄断”,电池行业将“依靠自身增加收入,减少支出”。比亚迪还在青海省建了一座矿山,成为“国内矿山”汽车企业。俗话说,“英雄所见略同,熊拒绝接受任何人”。至少蜂巢能源的路线目前看来是正确的。此次释放的

蜂窝能量的两个概念产品是无钴和四元

蜂窝能量。仅演讲和PPT演示就持续了近两个小时,几乎重复了今年上海车展上的发言。我稍后将描述这一部分。首先,让我们谈谈本次会议的主题,即发布两个相对新颖的概念产品,一个是无钴锂电池,另一个是四元锂电池。

让我们谈谈无钴锂电池

让我们先谈谈钴。在目前NCM最主流的三元锂电池中,即镍-钴-锰配方中的碳代表钴。无论是523,622还是最新的811公式,第二个数字代表钴的比例。以最早的523配方为例,占20%,但成本占30%-45%,特别是钴的价格波动很大,因此对成品电池的价格有相当大的影响。因此,如何减少甚至根本不使用钴材料,已经成为当前研究的热点。例如,当猪肉价格飙升了几倍时,卖猪肉包子的商店,不管是猪肉葱、猪肉茴香,还是猪肉白菜,只要主料中有猪肉,就不得不提价,以免赔钱。因此,如果你不想提高价格,又不能控制猪肉的价格,最好的办法是用牛肉和羊肉代替,或者干脆把它换成韭菜和鸡蛋等蔬菜馅的包子。

综上所述,在业内共识下,高镍氮是未来动力电池的主要系统(大家应该继续卖馒头,而不是换套给米饭或切面条),低钴和无钴电池将自然成为下一代动力电池的研发方向(而不是提高猪肉、牛肉和羊肉的价格或简单的素馅)

基于上述背景,蜂巢能源在前瞻性研究和开发材料系统的基础上,正式发布了世界上首个基于无钴材料的概念电池产品。根据目前发布的产品信息,无钴电池的性能可以达到与NCM 811相同的水平,但是电池材料的成本将降低5-15%,因此电池芯的整体综合成本可以降低5%,并且原材料的供应更加稳定和有保障。

说了半天,钴到底是什么?它扮演什么角色?如果用形象的比喻来说,钴碳是建筑的钢筋混凝土结构,并为居民预留了非常宽敞方便的出入口。镍n是建筑物中的居民,高镍是居民,电池能量密度高对于相当于建筑消防系统和安全系统的锰质材料,它负责维护居民的“情绪稳定”,并协助维护钢筋混凝土的结构安全。

因此,如果用专业术语来描述无钴锂电池的关键技术,实际上有两点:第一,掺杂特定元素而没有不成对的电子自旋,减弱电子超交换现象,减少锂镍混合,提高电性能;其次,掺杂M-O键能大的元素可以减缓晶体在充放电过程中的体积变化,稳定结构,提高循环寿命和安全性。如果我们用“人的话”来形容它,我们如何能找到一种方法来取代昂贵的钢筋混凝土结果,以确保原来的居住者可以继续“生活和工作在和平与满足”,而不会出错?

以及围绕这两个关键技术点,蜂巢能源现已完成技术研究并拥有概念产品。目前,掺杂技术提高了无钴材料充放电的可逆性和结构稳定性。电压平台达到3.87伏,比今年流行的NCM 811电池高出0.04伏(3.83伏)。虽然

已经完成了技术研究,但目前仍是一个概念产品,也就是说,它仍处于原型阶段。预计材料开发将于2019年底完成,材料系统优化将于2020年3月完成,材料中试将于4月完成,系统将于8月完成。在验证了各种可靠性和性能后,计划于2021年11月实现无钴电池的商业化大规模生产。

也就是说,想吃韭菜鸡蛋馒头的朋友可能要等到次年年底才能吃馒头所以,先别担心,慢慢等

啊四元锂电池你一元比三元多

大多数人只是知道三元锂电池是什么意思,也好不容易明白NCM 523/622/811是什么意思,但现在四元锂电池已经蹦出来了?什么是四元锂电池?锂电池和三元锂电池有什么区别?岳有没有可能再创作一首新歌《四元之歌》?“啊~啊~四元,你比三元多一元啊~啊~五元,你是二元多三元”

,不过,可能小岳跃真的唱得没错,四元真的比三元多一元三元锂电池是指锂电池的正极由三种金属元素“镍铬锰NCM”组成,按不同的比例可分为523/622/811和其他三种主流形式。蜂窝开发的四元材料是在NCM体系的基础上掺杂Mx的。Mx掺杂将增强初级粒子之间的边界强度,从而减少有害相变期间微间隙的形成。循环性能优于NCM811材料,同时具有耐热性好、产气少、安全性高的特点。最后,动力电池具有更高的容量、更长的使用寿命和更好的安全性。

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但不幸的是,这种四元锂电池也处于概念阶段。去年,即2018年9月,公司设立了一个项目,计划在2019年底前完成材料的初步开发,计划在2020年12月前完成材料的确定,并预计在2022年11月前实现四元电池的商业批量生产。超过

是会议的两个主要特征,“无铬电池”和“四元锂电池”。他们仍处于研发阶段。一个在2021年,另一个在2022年。发布和大规模生产时间大约在冬季...如果你不着急,慢慢等。

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叠层电池告别“魔法阵”

随着雷雨季节的到来,越来越多的飞机无法正常降落,需要在安全空域盘旋等待。许多人嘲笑这种情况为“魔法阵”,这就像一首歌的歌词一样。然而,除了软袋,大多数电池的内部结构是“魔法阵”有什么情况,请仔细听我说

圈,或者说旋转是所有人类机械力量的“本质”。信不信由你,几乎大多数电机的最基本原理都是“转圈”,而下面这些奇怪的功能是后来外部元件“转圈”所提供的动力介入的结果。例如,如果你不信,我们可以说

汽车发动机最基本的原理是气缸燃烧带动曲轴转圈,然后带动输出轴转圈,再带动传动齿轮转圈,然后带动半轴转圈,最后轮胎转圈,汽车前进

厨房中的大部分电动厨具设备,包括打蛋器、搅拌机、榨汁机和切肉机,它们不是由电动机带动旋转的吗?

电动水泵压力机通过旋转电机,驱动不同的活塞和泵体将水推入循环系统。

包括微博上的“看伟大的机械视频”系列。大多数制造铁、铁链甚至各种食品机械的人也通过各种“圈子”实现他们的目标

包括我们目前的动力锂电池。事实上,正极和负极都涂有隔膜并包裹着。在绕了一圈之后,它们被压扁并塞到外壳中,形成一个硬壳电池芯。或者变成柱状细胞

因此,事实上,“圆”已经“统治”了人类近1000年,现在终于有人站起来,理直气壮地对“圆”说“不”!

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对于大多数机器来说,无论结构和原理多么复杂,最终都要依靠各种“圆”来实现功能

以上的描述是不是太高了?好吧,让我们以一种正常的方式来介绍它。

由于传统的卷绕方式已经不能满足汽车轨距级动力电池组电池的形状要求,采用层压工艺生产的电池组电池被取代。由于叠层电池单元的柔性尺寸不受卷绕针结构的限制,所以产生了叠层方法,并且极片的界面平整度高,这将广泛应用于汽车仪表级动力电池单元领域。基于此,松下、三星SDI和CATL等行业的领先企业都计划在2022年后引入层压工艺

如果你不太懂缠绕法和层压法,我会给你一个简单明了的例子,让你在几秒钟内就能理解。目前,动力电池采用的卷绕方法是将电池内部的材料像“卫生纸”一样一个一个地卷绕起来,然后插入电池的外壳中。层压法是我们用的纸。每张纸都是水平折叠后堆叠起来的。当它被电池芯材料代替时,正极和负极材料在隔膜的隔离下一层一层地层压,然后插入电池芯壳中。

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灵魂派画家走上舞台,将卷纸和一叠叠叠叠整齐的纸巾放入同样大小的长方形盒子里。哪个密度更大?更实质性?

的优势不言而喻,首先是空间的最佳利用不管你把它包得多紧,放入盒子后,四个角会有空间,这就相当于把纸放入盒子,四个角会有空间。然而,层压板根本没有这样的麻烦,所有四个角落都被占领。就像一个放在盒子里的纸泵,空间利用是完美的。

不要低估这一小小的变化,它至少能给电池芯带来三大好处:能量密度提高5%,循环寿命提高10%,成本降低5%,以及更高的安全性。同时,由于叠层电池正负极耳的分布,极耳的分布比卷绕法更均匀合理,在电池芯内部温度和内阻方面也有一定优势。

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当你看到这里,你会问,“既然层压这么好,为什么现在不使用?”的确,层压法确实比卷绕法具有一些技术优势,但是目前没有电池企业使用这种技术。造成这种情况的主要原因不是技术上的致命缺陷,而是“慢”这个词由于层压工艺的生产速度,目前远远低于卷绕工艺。让我们以纸巾为例,你会明白的。目前,大多数电池内部都采用卫生纸卷绕技术。准备好材料,转身一大卷纸很容易卷起来。然而,叠层电池,也就是说,抽纸的方式,需要机器将纸巾平放,分别折叠,压在一起,然后有序地叠起来。“倾斜建筑物”是不可能的你要不要放,这个速度要能赶上卷纸的加工速度,到时候见了鬼

,因此,当速度不能提高时,整体效率和出货量将受到很大影响。在生产能力无法保证的情况下,平均成本将没有优势,从而影响许多制造商的工艺选择。这也是为什么包装销售的卫生纸是相同品牌和克纸巾的同等数量的盒纸价格的一半(不要用网上购物促销的价格来扯皮,你不是阿基米德,不能携带一个星球)

以及为什么蜂巢能源坚定地选择叠层电池技术并成为世界上第一家使用叠层电池的企业?因为他们找到了提高速度和效率的方法。

是目前第一代采用45度角制造工艺的叠层电池机,生产速度可达到每片0.6秒;然而,第二代压片机采用线性压片机,目前测试样机已增加到0.45秒/片。然而,目前正在申请专利的第三代机器已经处于原型开发阶段,0.25秒/件的目标速度几乎超过了当前卷绕过程的年效率。由于专利正在申请中,具体方法无法详细了解,这可能意味着两个极片可以同时堆叠,从而大大提高了效率。如果

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采用相同的技术和方法,那只不过是重复第二个CATL。此外,新玩家必须使用相同的模式来挑战行业中的寡头。几率有多大是不言而喻的。因此,如果你想变得更大更强,你必须尝试新技术、新技术、新方法、新模型等。创新只有在不被打破或破坏的情况下才有可能。

全球布局蜂窝能源启动欧洲工厂建设计划

说“一票大”,恐怕长城汽车最近最受欢迎首先,在两国领导人的注视下,长城签署了在俄罗斯建造工厂的合同。然后让WEY品牌与火箭一起上升一天;因此,丹纳公司蜂巢能源不愿落后。它直接宣布将在欧洲建立一家工厂,生产汽车电池。

尽管欧洲一直在谈论开发新能源,但电池一直是一个瓶颈。目前,欧洲没有大型电池工厂。理论上,大众是一家老谋深算的公司。在与供应商合作时,只有大众欺负供应商,从来没有听说过他们欺负公众。结果,LG受到了切断电池供应的威胁。据说,SK公司的电池供应链最近已经严重建立了一个电池厂,该公司不得不建立自己的电池厂后,学习痛苦的经验。但德国的奔驰、宝马和奥迪也在为电池而挣扎,平时吵架的三个“敌人”也开始讨论如何合作修理电池。就连德国政府的莫阿姨也对德国汽车工业发表了演讲,德国汽车工业在新能源和电池方面落后,不喜欢钢铁。

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因此,去有需要的地方,尤其是有大量需求和可以赚钱的地方,是经营企业的方式。因此,蜂巢能源宣布了在欧洲建立工厂的计划。它将花费20亿欧元在欧洲建立一个24千兆瓦时的大型动力电池厂、一个配套的阳极材料厂和一个电池技术中心。

蜂窝能源欧洲电池厂的电池生产采用先进的高速层压工艺,具有快速换型能力,并配有人工智能智能检测、质量预测、分析等智能系统。园区总用地面积400亩(27公顷),建有多层厂房。该项目将分两个阶段实施。第一阶段将于2020年开始,将于2022年完成并投入运行。超过

是本次会议最终发布的一些重要产品和问题。下面,我将简要回顾一下上半年会议的内容,即蜂窝能源的一些计划和现状。

首先,为了强调叠层电池技术的优势,蜂巢能源对新能源特别是纯电动汽车的使用场景做了一些归纳和总结。

在场景应用中,蜂巢为汽车电池设计了三种场景要求。

的第一个场景是短途旅行,主要是A00和A0级汽车,续航时间为200-300公里。需要灵活、小巧、紧凑和低成本。因此,电池容量应该更低,并且成本可以控制。

第二种情况是城际旅行需要大尺寸和高能量密度的动力电池来实现400至500公里的续航能力。

第三种情况是运营共享专为网络租车、分时租赁和出租车设计的场景需要电池产品,电池产品可以频繁快速充电,速度快,使用寿命长,散热好。

结合以上要求,目前蜂巢选择了叠片技术而不是卷绕电池技术,因为叠片电池最适合汽车用户,同时具有更好的循环寿命、更快的充电速度和更安全的性能。

关于蜂巢能源的现状,总经理杨洪信也做了简要介绍:在产能规划方面,常州金坛蜂巢能源项目一期计划产能为4GW,预计2019年10月批量生产,二期为8gW。与此同时,蜂巢能源计划与捷威电力在盐城联合建设一个3GWh的软包装电池项目。到2025年,蜂巢能源计划拥有76千兆瓦时的国内产能。

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结尾

理想很丰满,现实很瘦骨嶙峋尽管蜂巢能源公司已经为下一代锂电池制定了计划和设计,例如四元、无钴和叠层电池,但目前它还不能形成商业产品或支撑公司的收入。因此,如何解决今天晚上吃什么的问题,或者计划明天和将来的一顿大餐,是更加实际和重要的。

从《蜂巢能源》手册中可以看出,NCM 811是今年的主打产品,也就是2019年10月工厂的第一阶段生产,包括方形外壳和软包装电池。目前,该公司已经开始为宝马MINI纯电动版改装动力电池,相应的电池单元也已移交给大众、港务集团等主要国际汽车公司进行产品测试。

与此同时,作为长城汽车蜂巢能源的“丹纳匹克”公司,自去年起也进行了WEY P8插电式混合动力车型的电池适配和校准,包括第一轮高温和低温测试,目前反馈非常好。作为纯电动汽车品牌,欧拉也将是蜂窝能源电池的重要客户。因此,只要蜂窝能源电池没有重大问题,其性能和测试结果符合标准,就可以绝对保证“自产自销”的数量。换句话说,蜂巢能源不需要考虑生存问题,而是应该关注如何更好地开发其能源和资源。

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和前面的文章中提到的一样,长城汽车加蜂窝能源非常类似于比亚迪的车型。因此,蜂巢能源有许多其他电池制造商没有的优势,但这是一把双刃剑。优点往往是缺点。由于作为一种新能源纯电动汽车,电池芯是一个非常重要的组成部分,许多软件包括BMS等都必须定制,它将面临许多汽车开发中的敏感信息和关键数据向电池企业开放。这些信息和数据对汽车公司来说极其重要,不能让竞争对手提前知道或掌握。

由于CATL等第三方电池企业不存在与同行竞争的问题,汽车企业可以相对安全地委托电池企业进行开发和改造,数据和信息的开放和共享程度将会相对较高。

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比亚迪的电池也是中国主流的一线产品。虽然比亚迪也宣布了自己的独立发展,并欢迎合作和外国采矿,但它已经把比亚迪的汽车走在了后面,更不用说生产能力的瓶颈,而只说数据共享的发展。同行业中哪个汽车公司敢冒这个险?尽管比亚迪和CATL在国内新能源汽车用动力电池供应方面稳坐前两位,但比亚迪几乎生产所有自己的产品,CATL供应不足。一群汽车公司宁愿骂街上的人,并支付巨额“排队费”来等待CATL像牙膏一样的供应,也不愿转而使用比亚迪电池然而,以长城汽车为背景,以欧拉和韦伊站在附近的蜂窝能源为背景,还有多少汽车正满怀信心地试图相互合作?

这次来保定之前,我和一个汽车品牌新能源研发中心的“老大哥”聊了聊,问他对“蜂窝能源”的看法,以及将来是否有可能购买蜂窝电池。这位技术巨头的“老兄弟”直接而简单地回答道:“我们不在乎由主发动机厂的所有者投资的电池厂,我们也不在乎。”我想这样的回答也能证实我的猜测和想法。

摘要

汽车是一个商业行业,不是一个大学学者,有时最终成败的关键不在于技术,而更重要的是在商业因此,如何同时创新技术和商业运作也是蜂巢能源面临的难题然而,至少现在蜂窝能源有一个良好的开端,这是许多企业羡慕的。此外,目前选择的技术路线和方向也是正确和可行的。简而言之,蜂窝能源的未来是有希望的,其竞争力正在逐步提高。或许在未来的某个时候,也有可能改变动力电池市场寡头控制的现状。

本文来自车家号的作者,并不代表车家号的立场

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