鉅大LARGE | 點擊量：1351次 | 2022年06月25日
蜂巢能源四元及無鈷材料電池技術(shù)"揭秘"
動力鋰電池的安全和成本，是汽車電動化當(dāng)下亟待解決的產(chǎn)業(yè)痛點。
安全是電動汽車發(fā)展的底線，也是消費者關(guān)切的頭等大事，而成本能否下降，直接影響著電動汽車能否真正和燃油車在市場上PK。在此高壓下，倒逼動力鋰電池及產(chǎn)業(yè)鏈公司在現(xiàn)有材料體系的基礎(chǔ)上不斷探尋新的方向。
七月九日，蜂巢能源在保定召開主題為"領(lǐng)創(chuàng)疊時代守護(hù)芯安全"的品牌戰(zhàn)略規(guī)劃及產(chǎn)品公布會。針對動力鋰電池行業(yè)目前面對的安全和成本兩大難題，蜂巢能源針對性地給出了兩條全新的產(chǎn)品解決之道，在此次公布會上全球先發(fā)了無鈷材料、四元材料電池。
脫胎于長城汽車動力鋰電池事業(yè)部的蜂巢能源，從設(shè)立起就明確一個目標(biāo)，以方形電池高速疊片工藝和車規(guī)級開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)來做動力鋰電池，2019年二月，蜂巢能源正式獨立，定位是第三方的動力鋰電池公司，面向國內(nèi)和全球的整車公司開放。
聚焦成本痛點的無鈷電池
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
現(xiàn)有三元體系的鋰離子動力鋰電池中，正極材料的成本占比達(dá)到30%——45%，這其中，以523體系為例，鈷在其中的占比達(dá)20%，作為戰(zhàn)略性的資源，鈷的價格波動將會直接影響到最終電芯的成本。
因此，在以高鎳體系為共識的大前提下，包括松下、LG、CATL等國際主流動力鋰電池公司都在將低鈷及無鈷化電池作為下一代動力鋰電池的研發(fā)方向。
基于上述背景，作為最懂汽車的動力鋰電池專家，蜂巢能源基于有關(guān)材料體系的前瞻性研發(fā)，正式公布了全球首款基于無鈷材料的電芯產(chǎn)品。
蜂巢能源介紹，無鈷材料性能可以達(dá)到NCM811同等水平，材料成本降低5——15%，相應(yīng)帶來的電芯BOM成本可以降低約5%，且會讓材料不受戰(zhàn)略資源影響。
無鈷化關(guān)鍵技術(shù)有兩個，一是摻雜無未成對的電子自旋的特定元素，減弱電子超交換的現(xiàn)象，降低Li/Ni混排，提高電性能；二是摻雜M-O鍵能大的元素，減緩晶體在充放電過程的體積變化，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高循環(huán)壽命和安全性。
圍繞上述兩大關(guān)鍵技術(shù)，蜂巢能源已經(jīng)完成了研發(fā)攻關(guān)，據(jù)悉，蜂巢能源的無鈷電芯產(chǎn)品于2018年三月正式立項。通過摻雜技術(shù)改進(jìn)了無鈷材料在充放電的可逆性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，電壓平臺達(dá)3.87V，比811高出0.04V（3.83V）。
在產(chǎn)品規(guī)劃上，預(yù)計將在年底前完成材料開發(fā)，在2020年三月完成材料體系的進(jìn)一步優(yōu)化，四月實現(xiàn)材料中試，八月體系定型，2020年第三季度將實現(xiàn)無鈷電芯的SOP。
兼顧能量密度和安全的四元電池
主機(jī)廠有關(guān)電動汽車更高續(xù)航的追求，讓動力鋰電池的高鎳化已經(jīng)成為行業(yè)共識，但如何平衡能量密度提升之后的安全性能，是當(dāng)下產(chǎn)業(yè)鏈必須正視的問題。
清華大學(xué)教授、我國科學(xué)院院士歐陽明高明確指出，目前最為緊迫的一項任務(wù)就是如何把安全的平衡點提升到300Wh/kg的能量密度。
基于上述趨勢，蜂巢能源率先開發(fā)出四元正極材料，并基于該材料公布了全球首款四元材料電芯。
據(jù)了解，蜂巢能源開發(fā)的四元材料，在NCM體系的基礎(chǔ)上摻雜Mx，Mx摻雜會使一次顆粒之間的邊界強(qiáng)度增強(qiáng)，因此會減少在有害的相轉(zhuǎn)變過程中微隙的形成。使其循環(huán)性能優(yōu)于NCM811材料，同時能實現(xiàn)耐熱更好、產(chǎn)氣少、安全性更高的特點。最終呈現(xiàn)在動力鋰電池上就是容量更高、壽命更長、安全性更好。
蜂巢能源介紹，其四元材料電芯項目也已經(jīng)于2018年九月立項，將在今年年底前完成材料開發(fā)，預(yù)計將于2020年第四季度實現(xiàn)四元材料電芯的SOP。
