什么是降低電池的成本和充電所需的重要材料？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-25 16:05
點(diǎn)擊量：次
24M的電池還減少了對非活性材料(如銅、鋁和塑料)的需求，這將降低電池的成本和充電所需的能量。該公司的電池技術(shù)還有助于保證更多的電極能夠儲存能量，這意味著幫助24M將進(jìn)入一個(gè)有利可圖的細(xì)分市場，瞄準(zhǔn)的就是像特斯拉這樣的電動汽車。目前的24M半固態(tài)電池能量密度在280-300Wh/kg之間,相較于目前市場上絕大多數(shù)250Wh/kg的動力電池而言具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，對于愿意為高端電動汽車車型支付的購車者而言再好不過了。
另外，24M表示已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室證明其350Wh/kg的電池是可行的。24M工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在建設(shè)能夠達(dá)到接近500Wh/kg能量密度的鋰離子電池，這是目前市場上最好的動力電池能量密度的兩倍。半固態(tài)電池技術(shù)的目標(biāo)市場是電動汽車，可以保證更長的電動汽車行駛里程、更低的電池成本和更快的制造時(shí)間。24M還瞄準(zhǔn)電網(wǎng)儲能市場，這將有助于客戶更好地利用風(fēng)能和太陽能，這使他們能夠與特斯拉、戴姆勒、寶馬、雷諾、日產(chǎn)和其他汽車制造商展開競爭。這些汽車制造商和其他電池技術(shù)公司正積極推動能夠提高能量密度的電池項(xiàng)目，可能包括替代電極化學(xué)和固體電解質(zhì)。
固態(tài)電池相較于豐田、大眾、菲斯克、現(xiàn)代、寶馬等下一代鋰離子電池具有明顯的優(yōu)勢。大眾正在與供應(yīng)商QuantumScape合作生產(chǎn)電動汽車電池并投入1億美元來推動項(xiàng)目，將目前300公里(約186.4英里)的續(xù)航里程提高到750公里(約466英里)。大眾認(rèn)為其電池能量密度將在2018年至2025年間增加近四分之一，這是因?yàn)殒嚭枯^高，最終會出現(xiàn)高壓電解質(zhì)。投資新電池技術(shù)對于這家德國汽車制造商豐富的電動汽車系列來說至關(guān)重要，可以讓汽車購買者有更多的選擇，可以根據(jù)客戶的資金能力而進(jìn)行差異化銷售
影響電動汽車電池未來的另一個(gè)市場趨勢是減少電池中鈷的含量，這就得提到全球最大鈷供應(yīng)國剛果民主共和國，而剛果民主共和國多年來一直面臨著停止使用童工開采鈷的壓力。由于剛國政局不穩(wěn)，鈷開采面臨較大的不確定性。特斯拉一直致力于減少鈷的使用量，稱其電池含鈷量不到3%，這一比例低于亞洲領(lǐng)先的電池制造商的電池含鈷量。
戴姆勒一直在努力通過在電池組中添加更多的鎳來擺脫價(jià)格昂貴的鈷。戴姆勒和競爭對手一直在研究電池中鎳鈷和錳混合物的新比例，該公司認(rèn)為NMC(鋰鎳錳鈷氧化物)是非常有競爭力的產(chǎn)品。另外，松下及其客戶特斯拉正在使用NCA(鋰鎳鈷鋁氧化物)，而日產(chǎn)和LG化學(xué)正在使用LMO(鋰錳氧化物)。中國電池制造商正在嘗試一種新的名為LFP(磷酸鐵鋰)動力電池技術(shù)，它能提高電池的能量密度，并且可以做到不使用鈷。韓國電池制造商LG化學(xué)繼續(xù)深耕鋰離子市場，其最大的客戶之一是通用汽車及其雪佛蘭Bolt電動車，它直接與流行的特斯拉Model3競爭。LG化學(xué)電池正在使用NMC，下一代NMC811有望擴(kuò)大其生產(chǎn)范圍。
首先，研發(fā)生產(chǎn)鈷含量較低、甚至是不含鈷的電池已成為開發(fā)下一代鋰離子電池的重要方向。對于鋰離子電池制造商與汽車制造商來說，由于鈷金屬較為昂貴，且需要從剛果民主共和國大量進(jìn)口，因此急需擺脫或者降低對于鈷的依賴。包括JohnsonMatthey與NanoOne公司等在內(nèi)的企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出了減少鈷含量、甚至是替代鈷的方法。
其次，為降低新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用面臨的充電問題，具備快充能力的鋰離子電池也成為汽車制造商與電池制造商們的重要研發(fā)方向。以色列電池公司StoreDot正是致力于此，并自稱成功開發(fā)出了一款讓手機(jī)在60秒內(nèi)充滿電，并可讓新能源汽車在短短幾分鐘內(nèi)充滿電的新型電池。
再次，各大電池公司還在競相推出高能量密度電池。高能量密度電池的實(shí)現(xiàn)方式之一是用包括硅或金屬鋰在內(nèi)的高能量密度材料替代原有的石墨負(fù)極材料。美國兩大電池公司——SilaNanotechnologies公司與Enovix公司分別采用不同的方法研發(fā)出了硅負(fù)極材料。韓國的三星SDI公司則將重心放在了一種名為“石墨烯球”的硅與石墨復(fù)合材料的研發(fā)上。
此外，固態(tài)電池由于可以實(shí)現(xiàn)較高的能量密度、良好的安全性以及較長的循環(huán)壽命，也被寄予厚望。固態(tài)電池的技術(shù)核心在于電解質(zhì)材料的選取和應(yīng)用，因此我們以電解質(zhì)材料體系作為分類依據(jù)，分別選取混合固液電解質(zhì)、無機(jī)電解質(zhì)以及固態(tài)聚合物電解質(zhì)這三類電解質(zhì)材料體系對固態(tài)電池進(jìn)行具體分析。這三類固體電池體系雖然具有良好前景，但都需要一定時(shí)間才能迎來規(guī)?；陌l(fā)展和應(yīng)用。
另外，24M表示已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室證明其350Wh/kg的電池是可行的。24M工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在建設(shè)能夠達(dá)到接近500Wh/kg能量密度的鋰離子電池，這是目前市場上最好的動力電池能量密度的兩倍。半固態(tài)電池技術(shù)的目標(biāo)市場是電動汽車，可以保證更長的電動汽車行駛里程、更低的電池成本和更快的制造時(shí)間。24M還瞄準(zhǔn)電網(wǎng)儲能市場，這將有助于客戶更好地利用風(fēng)能和太陽能，這使他們能夠與特斯拉、戴姆勒、寶馬、雷諾、日產(chǎn)和其他汽車制造商展開競爭。這些汽車制造商和其他電池技術(shù)公司正積極推動能夠提高能量密度的電池項(xiàng)目，可能包括替代電極化學(xué)和固體電解質(zhì)。
固態(tài)電池相較于豐田、大眾、菲斯克、現(xiàn)代、寶馬等下一代鋰離子電池具有明顯的優(yōu)勢。大眾正在與供應(yīng)商QuantumScape合作生產(chǎn)電動汽車電池并投入1億美元來推動項(xiàng)目，將目前300公里(約186.4英里)的續(xù)航里程提高到750公里(約466英里)。大眾認(rèn)為其電池能量密度將在2018年至2025年間增加近四分之一，這是因?yàn)殒嚭枯^高，最終會出現(xiàn)高壓電解質(zhì)。投資新電池技術(shù)對于這家德國汽車制造商豐富的電動汽車系列來說至關(guān)重要，可以讓汽車購買者有更多的選擇，可以根據(jù)客戶的資金能力而進(jìn)行差異化銷售
影響電動汽車電池未來的另一個(gè)市場趨勢是減少電池中鈷的含量，這就得提到全球最大鈷供應(yīng)國剛果民主共和國，而剛果民主共和國多年來一直面臨著停止使用童工開采鈷的壓力。由于剛國政局不穩(wěn)，鈷開采面臨較大的不確定性。特斯拉一直致力于減少鈷的使用量，稱其電池含鈷量不到3%，這一比例低于亞洲領(lǐng)先的電池制造商的電池含鈷量。
戴姆勒一直在努力通過在電池組中添加更多的鎳來擺脫價(jià)格昂貴的鈷。戴姆勒和競爭對手一直在研究電池中鎳鈷和錳混合物的新比例，該公司認(rèn)為NMC(鋰鎳錳鈷氧化物)是非常有競爭力的產(chǎn)品。另外，松下及其客戶特斯拉正在使用NCA(鋰鎳鈷鋁氧化物)，而日產(chǎn)和LG化學(xué)正在使用LMO(鋰錳氧化物)。中國電池制造商正在嘗試一種新的名為LFP(磷酸鐵鋰)動力電池技術(shù)，它能提高電池的能量密度，并且可以做到不使用鈷。韓國電池制造商LG化學(xué)繼續(xù)深耕鋰離子市場，其最大的客戶之一是通用汽車及其雪佛蘭Bolt電動車，它直接與流行的特斯拉Model3競爭。LG化學(xué)電池正在使用NMC，下一代NMC811有望擴(kuò)大其生產(chǎn)范圍。
首先，研發(fā)生產(chǎn)鈷含量較低、甚至是不含鈷的電池已成為開發(fā)下一代鋰離子電池的重要方向。對于鋰離子電池制造商與汽車制造商來說，由于鈷金屬較為昂貴，且需要從剛果民主共和國大量進(jìn)口，因此急需擺脫或者降低對于鈷的依賴。包括JohnsonMatthey與NanoOne公司等在內(nèi)的企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出了減少鈷含量、甚至是替代鈷的方法。
其次，為降低新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用面臨的充電問題，具備快充能力的鋰離子電池也成為汽車制造商與電池制造商們的重要研發(fā)方向。以色列電池公司StoreDot正是致力于此，并自稱成功開發(fā)出了一款讓手機(jī)在60秒內(nèi)充滿電，并可讓新能源汽車在短短幾分鐘內(nèi)充滿電的新型電池。
再次，各大電池公司還在競相推出高能量密度電池。高能量密度電池的實(shí)現(xiàn)方式之一是用包括硅或金屬鋰在內(nèi)的高能量密度材料替代原有的石墨負(fù)極材料。美國兩大電池公司——SilaNanotechnologies公司與Enovix公司分別采用不同的方法研發(fā)出了硅負(fù)極材料。韓國的三星SDI公司則將重心放在了一種名為“石墨烯球”的硅與石墨復(fù)合材料的研發(fā)上。
此外，固態(tài)電池由于可以實(shí)現(xiàn)較高的能量密度、良好的安全性以及較長的循環(huán)壽命，也被寄予厚望。固態(tài)電池的技術(shù)核心在于電解質(zhì)材料的選取和應(yīng)用，因此我們以電解質(zhì)材料體系作為分類依據(jù)，分別選取混合固液電解質(zhì)、無機(jī)電解質(zhì)以及固態(tài)聚合物電解質(zhì)這三類電解質(zhì)材料體系對固態(tài)電池進(jìn)行具體分析。這三類固體電池體系雖然具有良好前景，但都需要一定時(shí)間才能迎來規(guī)?；陌l(fā)展和應(yīng)用。
