新型电动汽车电池技术问世!可将电池能量密度提高2倍成本降一半

我放你走 2021-06-15 17:09:12

盖世汽车讯 据外媒报道,当地时间6月10日,电动汽车电池技术领导者OneD Battery Sciences宣布推出一项可为下一代电动汽车电池提供动力的突破性技术——SINANODE。对于电动汽车行业而言,打造含有更多硅的电池一直是一个挑战,而SINANODE无缝集成至现有的生产工艺中,让硅纳米线与商用石墨粉末融合,将电池阳极的能量密度提高了两倍,但是将每kWh的成本降低了一半。能量密度更高可以让电池的续航更长,而纳米线能够缩短充电时间,让OEM设计和生产出满足了人们对搭载更好电池的电动汽车的需求。


新型电动汽车电池技术问世!可将电池能量密度提高2倍成本降一半


OneD Battery Sciences的logo(图片来源:OneD Battery Sciences)


在过去三年中,美国、欧洲和亚洲的石墨供应商、电池制造商和电动汽车制造商已经对SINANODE进行了测试,将该技术应用于电动汽车电池阳极中的电动汽车级石墨中,发现了以下好处:


续航和电池寿命都得到增长——SINANODE成功将硅纳米线融合至多个供应商的商用石墨粉末中,将阳极的比容量提高了2倍(容量大于1000 mAh/g,单位重量所能存储的能量)。然后,该款SINANODE阳极材料与石墨相混合,达到了较高的初始库伦效率(大于92%,放电容量与充电容量之百分比),在1000次以上的充放电循环中的阳极比容量高于目前所有的先进量产电池。


成本降低——SINANODE在多个供应商提供的商用生产化学气相沉积(CVD)设备的基础上研发而来,只是用了大量的硅烷和氮气,成本极其具有吸引力。与目前最具竞争力的电动汽车电池阳极相比,成本降低了近50%(以每kWh的成本计算),从而可以减少将SINANODE扩展应用于更多电动汽车所需的投资成本和时间。


无缝集成且性能提升——SINANODE提供了一个完全具有差异性的全球专利技术,可以供多个大洲的多个现有供应商使用,以利用现有供应商的巨额投资以及领先参与者在快速发展的电动汽车行业内已经建立的供应链战略。与其替代现有供应商,不如采用可扩展技术添加SINANODE以取代当前硅添加剂处理过程中的低效步骤,从而提高性能并且降低电动汽车所用材料和电池的成本。


为了部署SINANODE,该公司还宣布了试点项目,为电动汽车OEM提供专用工厂以部署SINANODE,为高性能锂离子电池愿景和2024电动汽车生产周期目标打造差异化纳米硅配置。SINANODE的技术成果、专利组合和商业模式能够让电动汽车制造商在锂离子电池中大幅增加使用纳米硅,满足近期内消费者对续航里程更长、充电速度更快、价格更便宜的电动汽车的需求。


此外,资深能源行业高管Fabrice Hudry也加入了OneD Battery Sciences公司,担任首席商务官一职,在该公司开始部署试点生产设施和合作时,负责监管SINANODE的生产。此前,Hudry曾在三星SDI供职七年,担任能源解决方案副总裁一职。他负责在美国从头开始为三星SDI打造能源存储解决方案(ESS),让SDI公司成为排名第一的锂离子电池生产商,顶级可再生能源公司以及领先汽车电动汽车制造商的合作伙伴。



0.4元/Wh电池包成本可追平燃油车


新型电动汽车电池技术问世!可将电池能量密度提高2倍成本降一半


其实,如果将时间跨度拉长来看产业发展,在电动汽车降成本方面,当下的动力电池成本与2019年、2018年相比已经有大幅度的下降。李斌表示:“刀片电池或CTP(无模组电池包)技术以及磷酸铁锂技术的发展,把电池成本的底给试出来了。”近年来,动力电池技术持续提升,目前比亚迪推出了刀片电池,蜂巢能源发布了无钴材料电芯和方形叠片工艺,国轩高科也推出了JTM产品(卷芯到模组)。


其实,不管是CTP技术还是刀片电池,都改变了动力电池的整个结构,进而使得其在制造工艺方面的成本有所下降。记者了解到,采用全新CTP技术的无模组电池包,相较于目前市场上的传统电池包,体积利用率提高15%~20%,零部件数量减少40%,生产效率提升50%,投入应用后大幅降低了动力电池的制造成本,更是使得动力电池的能量密度上升到200Wh/kg以上。


中国科学院院士欧阳明高此前表示,现阶段,纯电动汽车在技术方面已经取得了较大的进步,目前动力电池成本已经降到了0.6~1元/瓦时。此前,动力电池创新技术联盟在年度工作会议上提到,三元电池单体比能量从2012年的150瓦时/公斤提升到近300瓦时/公斤,三元电池销售价格下降至0.7元/瓦时。磷酸铁锂电池单体能量密度从2012年的100瓦时/公斤提升到180瓦时/公斤,销售价格降到0.6元/瓦时。


此前蔚来公布的一季度业绩报告显示,一季度汽车销售毛利率达到了21.2%。李斌表示,正是动力电池成本的下降,蔚来毛利率才有提升的机会。不过,有行业人士指出,像蔚来这样的高档车型,降低动力电池成本比其他中低档车型更容易。


“经过近十年发展,电池单价下降近90%。目前来看,后续仍有一定的下降空间。当电池整包单价达到0.4元/Wh时,或将是纯电动整车初置成本追平同级燃油车的拐点。”上海汽车集团有限公司副总工程师朱军表示。此外,朱军提到,上汽集团将采用宁德时代电芯,自己生产电池包,第二代电池包技术能做到0.7元/Wh,在电动汽车成本方面暂时还无法追平同级燃油车。


换电成降成本“香饽饽”


新型电动汽车电池技术问世!可将电池能量密度提高2倍成本降一半


朱军提到,上汽集团的自主品牌荣威和MG销量已经突破50万辆,但没有回收1个旧电池。“很多机构和公司要和我们合作搞电池回收,不过都没办法进行。因为电池所有权不是我们的,已经卖给用户。我们只能追踪,很难追回。”


在动力电池成本拐点还未到来之时,企业正在积极寻求有效降低成本的解决途径,换电成为车企目前关注的焦点。


随着电池技术进步,C端和B端的使用习惯都无法充分挖掘电池的日历寿命和循环寿命价值。朱军表示,可以通过创新商业模式,提升电池利用率,降低使用成本;充分挖掘电池全生命周期的使用价值。他还提到,可以通过车电分离模式降低采购成本,通过为电池提供升级机会,提升二手车残值。


蔚来在去年发起成立了全球第一家电池资产公司——蔚能电池资产公司,现在用户从蔚来购车,从电池资产公司租电池,电池资产公司负责运营电池资产。这样不仅充分挖掘了电池的价值,还降低了消费者的购车成本。朱军很赞成车电分离的销售方式:“这样能使消费者初次购车成本大幅下降,并且为电池的安全管理带来很大的便利。”


记者了解到,专攻换电的奥动新能源已经与北汽、上汽、长安、广汽、一汽、东风等主流车企合作开发和投放换电车型,目前已有多家车企、多款车型共享奥动20秒极速换电。奥动新能源还将在中国石化网络中布局换电站。据悉,“十四五”期间,中国石化将在全国规划布局5000座充换电站。


不过,在换电这条路上,电动汽车先驱特斯拉已经彻底放弃了。在朱军看来,换电站普适性差,他表示:“毕竟市面上的电池规格太多,换电站根本做不到全覆盖。”



来源:盖世汽车讯,春夏养阳

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