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动力电池“华山论剑”,五大派系之争谁能成为
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原标题:动力电池“华山论剑”,五大派系之争谁能成为NO.1?

今年以来,动力电池行业可谓风潮涌动,各种携带着黑科技的新款电池突然间冒出来好多,从无“钴”电池到“刀片电池”,从“三明治”结构电池到“蜂窝电池”,再到最近的“石墨烯电池”。在新冠疫情肆虐全球的时候,似乎动力电池企业并没有被打乱计划,反而沉下心来一心一意的搞起了研究,纷纷用新概念的技术,突破驱散新冠疫情的阴霾,也在不经意间霸占了汽车行业的头版头条。

01 刀片电池

2020年上半年名气最大的动力电池应当是刀片电池无疑,这款被称之为出鞘即安天下的全新概念电池,王传福在发布会上甚至表示:“刀片电池将把自燃这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”

其实简单的来说,所谓的刀片电池就是比亚迪在原有磷酸铁锂电池的技术规格上面做了更改,将电池的尺寸呈现扁平和长条,类似刀片的形状,此外的技术细节比亚迪目前没有过多公布。但结论可以总结为三条,一是刀片电池的体积能量密度提升;二是刀片电池整体成本下降;三是最重要的,刀片电池具有非常高的安全性。

此外,比亚迪也宣称刀片电池已经量产并且将搭载在机上上市的“汉”车型中,并且从公开资料可以看见的信息是关于比亚迪刀片电池的核心专利上写着比亚迪创始人王传福的名字,足以作为判断其靠谱程度的重要依据。

更重要是,比亚迪从发布技术,很快量产,高度保密的做法,以解决电动车自燃问题为突破口,让一度不被看好的认为走错路线的比亚迪动力电池重回聚光灯下。但安全和电池密度容量一直是矛盾的,刀片电池是否已经解决了这一矛盾,相信在“汉”上市之后我们会迎来消费者最客观的评价。

02 蜂窝电池

蜂窝电池相对刀片电池来说名头没那么响亮,或许很多小伙伴有些陌生,但其实来头并不小,是江淮新能源历经14载所研发出的最新成果。其最大的特点是采用了蜂巢结构的仿生设计,六边形的排列,使得电芯之间注满导热胶,能够保证了电芯的散热速度。

同时,蜂窝电池的电芯之间注满导热胶,还能做到锂电池单体之间电隔离和热隔离。假如有一颗电芯失效,它不会波及到周边,因此不会引起连锁反应,具备着安全至上的特点。并且蜂窝电池的设计使得电芯尺寸小,模组结构灵活,可以充分利用电池包不规则空间,获得最大电池包能量。

因此,其实相较于刀片电池而言,蜂窝电池同样是在结构上下功夫,以仿生的全新结构理念,让动力电池的能量密度和安全性全面得到提升。而作为磷酸铁锂电池的代表,刀片电池和蜂窝电池对于这个曾被遗忘的技术路线的逆袭,都有着非常重要的影响。

03 “三明治”结构电池包

三明治电池包其实也是一种结构创新的模式,采用将电芯模组与冷却层隔离的方式,将电池内的干区与湿区进行了分离。首先从设计源头避免了因为冷却渗透入电池模组而引发的安全隐患,并且让动力电池即使遭受挤压变形或者冲撞磕碰时极大的降低电池短路、漏电、自燃的风险。这相较于普通动力电池直接将电池模块组直接在冷却液面板上组装,不得不说是一个创举。

其次便是轻便,因为电池包与冷却板是分离的,因此冷却板可以使用更加轻便的材料,比一般电池包体积重量上往往要轻一些。第三便是能量密度的提升,三明治结构电池包能量密度接近165Wh/kg,相较于常见的磷酸铁锂的120Wh/kg提升大约20%左右。

因此,就三明治结构电池包与刀片电池、蜂窝电池相比较而言,可以算得上是各有千秋,后面二者是通过提高空间利用率而增加电池能量密度,前者则是通过特殊的三明治结构规避安全隐患。虽然采用的技术不相同,但都极大的提升了新能源汽车的安全性能。只不过目前三明治结构电池包刚刚经过了测试还未有在新车中试用的计划,而刀片电池和蜂窝电池已经能够量产并且搭载新车准备下线。

04 石墨烯电池

早在2010年,来自英国曼彻斯特大学的,凭借着2004年利用透明胶带制备出二维石墨烯材料,获得了2010年的诺贝尔物理学奖。并且当时在科学界公认的一个事实是,石墨烯在电池方面具有非常重要的意义,有望颠覆当前世界对于电池储能和充电方面的认知。

从那以后,各种关于石墨烯电池的报道可谓铺天盖地,但都是只闻其声不见其人。而直到近日,国内的自主品牌厂商——广汽新能源,竟然率先完成了石墨烯电池量产研发工作,称其已走向实车,由新车埃安将率先搭载这款具有超轻、超高强度、超强导电性等特性的石墨烯电池。其最大的优势便在于仅需8分钟就可以将电池充电至85%,充电时间与传统燃油车的加油时间相当。

值得一提的是,由于广汽新能源并没有公布技术细节,这款新电池究竟石墨烯是以主材料还是以添加剂的身份出现仍然是迷。此外,到底何时才能大规模实装应用,到底是噱头还是真的能在市场中有实际表现,我们也还需静待消息。

05 无“钴”电池

无“钴”电池的概念的提出可谓引发了动力电池行业的巨震,作为动力电池必不可少的材料之一,价格一度走高至60万每吨。这无疑是电动汽车成本日益增加,居高不下的主要原因所在。

而目前全球电池供应商都在想办法去尽量减少钴在三元电池中的含量,主要有两个方向:

一是传统磷酸铁锂电池路径,通过提升单个电芯能量密度以及前面提到的蜂窝、刀片等结构性技术,做到降本增效。

二则是开发新型无钴材料电池,最大化的去降低镍钴锰或镍钴铝的配比。如今年2月,特斯拉曾透露上海超级工厂未来生产的电动汽车中将使用“无钴”电池。此外,有消息称,宁德时代计划明年在中国向特斯拉供应一种改良的长寿命镍锰钴电池,其阴极为镍含量为50%而钴含量仅为20%。

毫无疑问,新能源汽车产业想要迅速发展,迫切需要降低动力电池的成本,特别是要大力发展和推广降低成本的正极材料。三元锂电池降低钴比例和含量后,不仅整车的成本会相应降低,还会削弱钴价波动对车企带来的影响,而这也一定会是下一代电池技术的重要研究方向。

写在最后

无论电池技术的路线怎么变,它根本的目的是让电动汽车变得充电快、安全高、跑得远。至于最终哪种池技术能够PK胜出似乎并没有那么重要,但动力电池是否能在不久的将来通过一系列的新技术实现突破,迎来一个可预期的转折点,或许才是更让人期待的事情。

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