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开云体育动力电池全面爆发时刻,谁将引领下一次产业革新?
文章来源:开云体育 发布时间: 2022-11-11 浏览次数:2147483647

   

近年来,随着电动汽车普及率的显著提高,动力电池迎来了一个全面的爆发时刻。电动汽车最重要的部件是动力电池。开云体育、BYD、荣百科技等上市公司飙升,一级市场经常出现巨额融资,甚至上游锂、钴、镍等金属原材料也因需求大而飙升。

经过多年的技术创新,电力电池经历了多条技术路线的混战,最终磷酸铁锂和三元获胜。过度依赖政府补贴的电池公司难以生存,也推动整个行业进入了新的阶段。

但是动力电池没有摩尔定律,不会像半导体那样快速迭代。动力电池的技术基础是电化学,100多年前基本确定了元素周期表。它需要通过排列和组合不同的化学元素来逐步升级迭代,解决一个又一个的工程问题。

这种迭代主要分为材料升级和结构创新,其中正极是决定动力电池能量密度的核心。在目前的技术模式下,正极材料成熟,优化空间小,短期突破集中在负极材料上,对固态电池逆向创新的期望促进了许多冒险家的进步。

在材料升级方面,正极形成了磷酸铁锂与三元材料并行的局面,离理论极限还有空间,短期内不会改变;负极处于突破期,正在从石墨演变为硅基。

在结构创新方面,改进和简化了电池、模块和包装方法,以提高电池的系统性能,如比亚迪的刀片电池、开云体育的CTP和特斯拉的4680。

其他技术路线:如钠离子电池、氢燃料电池等,各有优缺点,可覆盖合适的应用场景。

固态电池的可能性:与液态电池相比,固态电池在能量密度和安全性方面更好,但该技术不易突破,大规模生产时间越长,需要观察。

此时此刻,我们想结合历史梳理和对未来的展望,全面分析动力电池。如今,动力电池产业链已经形成了专业化程度高、分工明确的产业链。锂、钴、镍矿等。在上游,隔膜、电解液、正负极等厂家聚集在下游电池厂(如开云体育、比亚迪),以及电池回收(如西恩科技)等配套服务商。

动力电池是一条长坡厚雪的赛道。今天,本文主要分析了动力电池的两个技术迭代路径——正负极的材料升级和结构创新。我们将在另一篇文章中分析固态电池。欢迎您与我们交流,Enjoy:

第一次升级-使用更合适的材料。

正极材料混战,最终技术路线坚定的人获胜。

在2019年诺贝尔化学奖的颁奖台上,来自美国、英国和日本的三位科学家获得了今年的化学奖,以表彰他们对开发锂离子电池的贡献。

其中,斯坦利·威廷汉在20世纪70年代首次使用金属锂作为负极材料,并制造了第一个锂电池。约翰·B·古迪纳夫被称为锂电池之父,他使锂电池更小、更大、更稳定,也是钴酸锂和磷酸锂正极材料的发明者,他们使电动汽车进入了新能源时代。

如今,动力电池的正极呈现出磷酸铁锂与三元材料并行的局面。如果你看演变史,你会发现电池的技术升级周期比较长。这是因为电池属于电化工行业,比较稳定,比较渐进。

这意味着这个行业的驱动力不是依靠有人突然合成原来没有的东西,而是通过不同元素之间的排列组合或添加一些辅助手段来发现更好的性能。

例如,三元锂电池的正极材料主要是镍钴锰酸锂,以镍盐、钴盐、锰盐为原料,其中镍钴锰的比例根据需要进行调整。我们经常听到8系列NCM811,NCM是镍钴锰的化学元素符号,811是指镍、钴、锰的比例为8:1:1。

三元材料的技术演变是从3系到5系(5:2:3)再到6系(6:2:2)、8系(8:1:1),直到现在的9系高镍。这种演变的本质是镍比例不断提高、钴比例不断下降、能量密度不断提高的过程。

当我们投资荣百科技时,行业的主流是3系和5系。一些制造商正在布局6系。当时,荣百押注技术变革,希望直接跨越8系,因为8系是一个相对最终的解决方案。荣百创始人白厚山是行业老兵,视野和模式足够大。

荣百早就押注了动力电池的高镍化,这是近年来的一个新趋势。高镍意味着去钴。最早添加钴的原因是为了防止电池自燃和爆炸。在动力电池普及之前,钴就足够了,主要用于手机等消费电子电池。然而,新能源汽车和动力电池的钴消耗量相当于数千部手机,导致对钴的需求激增。

然而,钴的产量严重不足。钴在地球上的总储量不是很大,主要集中在非洲刚果等地。如今,钴已成为限制动力电池成本下降的重要原因。马斯克曾经说过,钴的比例必须下降,否则电动汽车的成本永远不会下降。

在汽车公司和电池制造商的推动下,2020年成为高镍的第一年,开云体育的高镍电池开始增加,而容百作为正极材料供应商,将宁德绑定为该领域的绝对领导者。随着高镍技术的日益成熟,2021年开云体育高镍总装量的比例提高到30%。

高镍在工程中并不容易做到。NCM811等高镍三元正极材料的工艺流程对窑炉设备、箱碗、反应有特殊要求,往往涉及二次甚至更多的烧结,成本较高。例如,所需的氢氧化锂原料应在氧气氛中烧结,并用去离子水清洗。但传统的三元正极材料只需要碳酸锂原料,空气氛围烧结,也不需要去离子水清洗。

另一方面,与三元材料的优缺点交换几乎是磷酸铁锂的另一条技术路线。如今,磷酸铁锂与三元并驾齐驱,成为动力电池的另一个主要帝国。



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