實現突破無鈷技術瓶頸,蜂巢能源主要采用了三項關鍵技術,分別是陽離子摻雜技術、單晶技術和納米網絡化包覆。
在高鎳三元材料體系的大方向下,“去鈷化”是產業發展的一致共識。包括特斯拉、LG化學、寧德時代等企業都在醞釀自己的“去鈷化”方案及產品。
5月18日,蜂巢能源召開線上發布會,對外發布兩款無鈷電池。并稱基于其無鈷電池,可以實現電動汽車最高達880公里的續航里程。
“去鈷化”的實現上,業內存在低鈷和無鈷兩條路徑,蜂巢能源此次給出的方案是無鈷。
鈷元素在正極材料中主要有兩大作用:1、減少鋰鎳混排;2、抑制充放電過程中的相變,提高材料的結構穩定性。
如果減少鈷的用量,提高鎳的含量,會導致鋰鎳混排,從而造成鋰的析出,并且無法抑制鎳的相變,降低循環性能。
這意味著,要做到真正無鈷,就必須要解決無鈷層狀材料的鎳鋰離子混排以及循環壽命問題。
蜂巢能源總裁楊紅新介紹,實現突破無鈷技術瓶頸,蜂巢能源主要采用了三項關鍵技術,分別是陽離子摻雜技術、單晶技術和納米網絡化包覆。
陽離子摻雜技術:可提高材料的上限電壓,實現能量密度比磷酸鐵鋰高40%;
單晶技術:可以改善電池的安全性和循環壽命。單晶與多晶相比,具有更強的顆粒強度和更加穩定的結構,使電芯壽命比多晶高鎳三元高出70%;
納米網絡化包覆:蜂巢能源在單晶表面包覆一層納米氧化物,減少正極材料與電解液的副反應,有效改善高電壓下的材料循環性能。
除了材料方面的技術改進,在電芯制造方面,蜂巢能源所采用的疊片技術,還可使無鈷電芯在能量密度方面再提升5%、循環壽命上再提升10%。
在制造工藝方面,蜂巢能源,還主打“車規級AI智能電池工廠”,車間的重要工序對環境的潔凈度要求達到了萬級水平,核心工序甚至達到千級。
在PACK層面,蜂巢能源采用矩陣PACK設計(類似寧德時代CTP方案),將電池包劃分為兩個矩陣網格,將長度可達600mm的薄片無鈷電芯,規則排列在網格內,在電池包內部組成大型矩陣模塊。通過該設計,可以做到80%的成組效率。
基于上述技術,蜂巢能源本次發布了兩款無鈷電芯產品,一款主打長壽命,可實現120萬公里。另外一款主打長續航,可實現880公里續航。
第一款產品是是基于590模組的電芯設計,容量為115Ah,電芯的能量密度達到245wh/kg;這款產品的特點,是在通用化電芯尺寸設計基礎上完成的。它能夠搭載到目前大部分新的純電平臺上,出色的循環壽命和日歷壽命特性,使得這款電芯在整車端能夠實現15年120萬公里的質保,在2021年6月份推向市場。
第二款是L6薄片無鈷長電芯,容量226Ah, 這款產品正在與汽車企業合作開發,在先進的矩陣式PACK設計支持下,是全球第一款可以實現880公里的續航里程的車型,預計可以在2021年下半年實現量產。
責任編輯:pj
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