全球观热点:国轩高科发布“启晨”磷酸锰铁锂电池,可实现 1000 公里续航
2023-05-20 14:26:30来源:ZAKER财经
作者 | 杨逍
编辑 | 苏建勋
【资料图】
5 月 19 日,国轩高科发布了 L600 启晨电芯及电池包,采用了磷酸锰铁锂技术路线。
L600 启晨电芯容量为 223Ah,可以实现 240Wh/kg 的质量能量密度,其体积能量密度为 525Wh/L 的,在常温状态下可以实现 4000 圈循环,在 45°C 高温下也可以实现 1800 圈循环,能量密度和循环性较好。
虽然采用了磷酸锰铁锂技术路线,但启晨电芯可以做到 18 分钟快充。而基于 L600 的 Pack,系统能量密度为 190Wh/kg,在不使用三元材料的情况下,能实现 1000 公里续航。
据国轩高科国际业务板块执行总裁程骞博士介绍,启晨电芯电池包采用了极简的设计,能将 Pack 结构件数量减少 45%,重量减少 32%,且线束长度降低 26%。也就是说,在这种结构下,成本可以减少,且电池上车后自重降低。
对于电池而言,能量密度、循环寿命、成本、安全是最重要的因素。
从成本角度,磷酸锰铁锂的成本相比磷酸铁锂并无增加。程骞博士告诉 36 氪:" 磷酸锰铁锂和磷酸铁锂相比,只是增加了锰元素,材料成本没有什么变化,在大量生产情况下,成本几乎相同。"
安全性上,启晨电芯的材料分解温度高于三元材料,具有材料自身的安全优势;其自主研发的隔热材料可以承受 1200°C 高温;目前该产品已通过新国标的针刺、热箱、过充、过放、热失控、挤压和短路等所有测试。
在技术路线选择上,启晨电芯采用的是磷酸锰铁锂材料。目前,宁德时代、比亚迪、欣旺达、亿纬锂能等公司都已在磷酸锰铁锂材料上布局。
磷酸锰铁锂具有三大挑战,Mn 具有溶出性,在较高温存储下循环性差;它的材料带隙宽,这会导致电导率低,影响电池的快充性能;此外,它的压实密度低,这意味着电池体积能量密度低。
国轩高科自研了 LMFP 材料,能够抑制 Mn 的溢出,且通过掺杂包覆技术提高了电导率,并采用粒径复合技术提高压实密度,以此应对上述三大挑战。
发布会后,国轩高科国际业务板块执行总裁程骞博士、工程研究总院副院长徐兴无、中国业务总裁王启岁就产品出海、技术路线选择等话题与 36 氪等机构展开交流,以下为经编辑后交流实录:
问:可以分享一下和大众的合作吗,国轩高科拿到大众定点用了多长时间?
徐兴无:大的背景是,中国的痛点在于能源安全,大众也在电气化上下了很大决心,且大众经过反复论证后,认为自己不应该做电池,需要寻找稳定供应的合作伙伴。
大众入股主要是为了保证稳定供货,他们会思考 5 年以后、10 年以后怎么发展。国轩高科有原材料、电池基地,且研发能力不错,经过多方思考后,大众选择了我们。从国轩高科的角度,我们想走国际化路线,和大众合作,会更有利于发展海外市场。
目前我们已经和大众完成了国内市场定点和国际市场定点,但这并不容易,大众在决定和我们合作之前,同时选择了多家供应商一起参与招标,只有我们的产品经过多重打磨,100% 达到指标后,才能拿下定点。
问:全固态电池可以说目前来看是圣杯一样的存在,您怎么看全固态和半固态电池的发展?
程骞:全固态其实是为了实现电池的梦想——没有安全性问题。
安全性问题出现有三个因素,一是高温,由短路等带来;二是燃料,溶剂中含有燃料;三是氧气,正极材料会分解氧气。发生安全事故,需要上述三个点一起发生,而这三个点恰好是电池自带的,无法避免。
全固态的好处是,它的温度区间非常大,不像液态电池,零下 20°C 性能就会出问题,固态电池不需要热管理,哪怕在 100°C 以上也可以正常运行。它是一个终极目标。
但是如果用传统材料做全固态电池,如用石墨去做,意义就不大,传统材料做出来的固态电池,能量密度是比液态低的,且体积更大。目前有一些锂金属电池的方案,即无负极,在隔膜上增加涂层,它的安全性也会比液态高,叫半固态电池。全固态电池很难做,至少是 2027 年之后的事情。
问:您认为发展国内市场和海外市场有什么不同?
程骞:首先是开发周期不同,国内开发周期相对较短,海外市场开发周期则在 3-5 年时间,验证周期和环节大于国内。二是质量要求,如电芯技术清洁度这个维度,国内公司整体是比较欠缺的;三是商务和成本要求,海外市场的商业压力也很大,需要做好供应链安全。
问 : 目前国轩高科的海外战略思路是怎样的 ?
程骞:我们的海外市场大致可分为 3 个区域,在亚太市场,印尼、泰国、马来西亚等国的乘用车市场,90% 是丰田、本田等日本车企的市场,宝马、奔驰都很少,日本车企不会自己革自己的命推广电动车,所以我们在东南亚,相比电动车市场,我们更看重两轮车和储能的发展机会。
欧洲和北美市场有些相似,乘用车和储能都有较大市场发展空间,只是产品验证上量较慢,周期较长。
问:宁德时代推出了钠离子电池,国轩高科在钠离子电池上的发展如何?
徐兴无:从资源量来看,钠离子电池会比锂离子资源丰富。但是随着磷酸铁锂价格回归到正常业态,行业对钠离子的需求是下降的,我们需要布局钠离子产品,也正在布局,但并没有那么急迫。
目前钠离子电池在技术成熟度和产业链完善上都有路要走。如钠正极三种材料都有着自己的优缺点,普鲁士蓝类路线现在大家已经不怎么走了;过渡金属氧化物路线,可以提高能量密度,但是会放氧,用在储能领域需要考虑安全问题;聚阴离子化合物,如磷酸铁钠虽然循环寿命长,安全,但能量密度低,可能更适合电动自行车、储能等市场。
钠离子电池的正极材料、负极材料都还处于研究阶段,很多理论问题有待解决。此外,产业化层面,如负极的硬碳、电解液等,都价格较高,量小,无法降低成本,仍需等待产业成熟。
问:您怎么看待动力电池和储能领域的市场格局?
王启岁:动力电池格局不会发生太大变化,储能市场格局变化会比较大,目前,动力电池、原材料、整车厂都在去库存。当下,动力电池领域的市场增长空间,和电池厂实际增长的产能相比,存在错位情况,随着 1-4 月储能领域招标完成,未来电池厂在设计之初,会将部分动力电池产线转为储能产线。
问:动力电池当下去库存现象还会持续很久吗?
王启岁:整车厂、电池厂的去库存需求到 5 月份就会差不多了,车展可以看到很多车企都发布了新车,他们对动力电池会有较大需求,碳酸锂工厂也在不断扩产,是有真实需求在的。但是我们的一些产品在贸易商手中,所以他们仍在去库存。
问:您怎样看待欧洲储能需求下降的现象?
王启岁:我们和华为一起服务海外市场多年,储能需求在二季度会呈现需求下降的情况,但随着冬天到来,天气变冷,家庭用电增加,储能需求就会上涨。
问:目前磷酸铁锂的价格开始呈现上涨倾向,您怎么看磷酸铁锂的价格波动趋势?
王启岁:随着汽车市场复苏,需求会促使材料厂商提高材料价格,并将价格定在一个合理的区间。整车厂和电池都希望磷酸铁锂的价格在 15-20 万 / 吨之间,材料厂则希望磷酸铁锂价格在 30 万左右。
问:未来车厂会大规模涉足电池包领域吗?
王启岁:车厂未来肯定会涉足的,因为他们认为这是物理结构层面的东西,和结构、振动、冲击等相关,而不是化学层面的问题。我们也愿意将这部分空间交给车厂。
责任编辑:hnmd003
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