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四体不勤,“无钴”不分 2之干湿mark
发布时间:2020-02-25 10:20:24| 浏览次数:

最近特斯拉“无钴”事件再酿新亮点,特斯拉方面“Cobalt Free Bateery, But NOT LFP无钴电池,但不是磷酸铁锂电池”的言论将特斯拉最新收购的电池制造公司Maxwell的“干电极技术”推向备受关注的舞台,干电极技术+超级电容组合的“黑科技电池技术”在电池领域掀起波浪,相关技术究竟如何?对电池正极材料市场有何影响?且听格派市场分析继续分解。

1.     干电极技术实质上是一种制造工艺上的革新。

干电极技术(dry battery electrodes)本质上说是一种制造工艺方面的改进,再通俗些讲,可能就相当于电池制造过程中涂布工艺的改进。

电极片制造时,通常使用有粘合剂材料的溶剂NMP/MNP与负极或正极粉末混合后,把浆料涂在电极集电体上并干燥,这是传统的湿法工艺。而这种湿法工艺有三个显著的缺点:1)湿法工艺会产生较大量的废水废气,不利于环保;2)溶剂被后续蒸发或烤干,能源消耗较大;3)有机溶剂去除不完全,会降低电池能量密度。

干电极技术,不使用溶剂,而是将少量(5-8)细粉状PTFE粘合剂与正/负极粉末混合,然后通过挤压机形成薄的电极材料带,再将电极材料带层压到金属箔集电体上形成成品电极。完全规避了传统湿法工艺的缺点,在环境保护、降低成本和提高产品寿命等方面成果显著。据了解,该技术生产电池具有改进的耐久性,电池寿命约为传统工艺的近两倍,且不需要大型的溶剂蒸发区域及设备,生产能力提升16倍,与湿法工艺相比降低10%-20%的成本。

2.     超级电容器

超级电容器(super capacitors)是一种功率型储能方案,兼具电池和电容的特性。相比电池使用较慢的电化学反应来产生电力,超级电容器使用静电,拥有巨大的功率密度。传统的电容有两块被薄绝缘材料隔开的导电材料组成,没有电解质,几乎在一瞬间传输大量的能量,也具有比电池更长的充放电循环次数(recharge cycle lifespan,但缺点是能量密度(energy density)过低。

现在产业化的电容器电极多采用多孔碳材料,与锂离子电池的材料不同,所以超级电容器技术如何和锂电池结合,还是目前学术界和产业界攻克的难题。

3.     “无钴”或许已实现“去钴化”,但高镍材料肯定是趋势

就正极材料方面来看,特斯拉专门标注无钴且不是LFP,算是给目前正极材料的主流三元材料打了一剂强心剂。

正极材料技术发展至此,三元材料(NCM或者NCA)和高镍化是确定的主流方向,这点是毋庸置疑的。钴作为系统稳定结构的重要元素,“去钴化”进程一直是产业界的追求。之前学术界就有相关专利提出钴含量减少到3%或更低,即使通过其他元素掺杂和相关制作工艺改进实现“去钴化”,这方面损失电池安全和稳定性换来的“降钴”成本真的能降低吗?由此可见,无钴难免是个噱头。当然,科技的脚步一直往前走,纠结是否有真正正极材料的升级,4月份特斯拉电池会议或能揭开谜底。

4.     特斯拉已从新能源汽车“干”到电池正极材料领域

特斯拉本次宣布新一代电池技术,专门提出“无钴电池”新概念,或是为了在电池领域方面规避日本的相关电池专利问题。特斯拉作为新能源汽车标杆企业,一向以电池管理系统的雄厚技术著称,目前要全面进入到电池领域,相关专利和概念的创新举动难以避免。本次“无钴”话题无疑是突显特斯拉这种新能源汽车企业关注电池材料尤其是正极材料的标志性事件。

 
 
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