钜大LARGE | 点击量：584次 | 2021年05月21日
特斯拉电池、无钴电池、石墨烯电池...谁能脱颖而出?
说起电动汽车，续航里程绝对是大家最为关心的话题之一。轰轰烈烈的新能源汽车革命已经进行了十多年，从最初200公里左右的续航里程，发展到现在已经有量产车型突破700公里大关；电池成本也从最初的千元以上，下降至现在的600－700元／千瓦时，进步的速度还是很可观的。但实际上，就目前市场的主流车型来看，电池技术本身没有太大的差别，而且普遍面对着电池性能衰减快、安全性差等致命问题。
所以，近年来电池领域就成了众多车企、电池制造商的兵家必争之地。谁要是能搞出一款成本低、能量密度高、性能稳定的电池，那得有多少车企献出膝盖叫爸爸，这绝对是汽车电动化发展史上的里程碑事件，也是造福于民的大好事。也正是这种异常迫切的市场需求，使得众多公司都暗暗使劲，都想早点研发出一款理想的电池来惊艳民众、吊打友商。今天，咱就来一起看看，那些还未出身就自带光环，背负着改变行业使命的先进电池都有什么。
■无钴电池——不是磷酸铁锂离子电池的无钴电池
有关无钴电池，是一个宽泛的概念，从字面意思来看，把磷酸铁锂离子电池叫做无钴电池绝对没毛病。
目前，市场上的纯电动汽车所采用的的电池重要为三元锂离子电池，分为NCM（镍钴锰）和NCA（镍钴铝）两种，可以统称为“有钴电池”。因为钴金属有两个特点，一是不可再生，二是非常稀缺。“物以稀为贵”，钴在市场上那绝对是稀罕玩意儿。无钴电池正是基于这一现实情况而诞生，也就是相当于要实现三元锂离子电池的少钴、无钴化。假如将电池中钴成分降低甚至取消，电动汽车将会更具性价比。所以从“无钴电池”这一概念诞生之初，就背负着降低电池成本的使命。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
长城汽车旗下的蜂巢能源于今年五月十八日高调亮剑，公布了两款全新的无钴电池产品。第一款产品是基于590模组的电芯所设计，其电芯的能量密度达到了245瓦时／千克，电池组电量为96千瓦时，装车后续航里程将达到600公里。第二款为L6薄片无钴长电芯，其电芯能量密度为240瓦时／千克，电池组电量为135千瓦时，装车后续航里程为880公里。两款产品预计将在2021年下半年投入市场。
同样耕耘在电池无钴化技术路线的还有很多公司，其中包括宁德时代、特斯拉。不过目前为止，这两位行业龙头并没有公布具体的技术、产品细节。邦老师看来，无钴电池最有可能是第一种实现量产的新型电池。从技术根本上讲，无钴电池只是实现锂离子电池的少钴、无钴化，是在锂离子电池的基础上“改进”，相当于站在“别人的肩膀上”，是一条能够很快获得成果的技术路线。
■特斯拉自研电池——“百万英里”不是梦
有关特斯拉的自研电池早已在业内传的沸沸扬扬，但传说中的“百万英里”电池一直只闻其声，不见其“人”。
据最新消息，特斯拉2020年年度会议将于九月二十二日举办，电池日活动将在年度会议结束后立即举办。本次“电池日”的核心议题是提高能量密度和降低成本，干电极技术和Roadrunner（百万英里）计划则是此次活动的亮点。
特斯拉自研“百万英里”电池，顾名思义，这种电池的使用寿命有望达到100万英里（约为161万公里）。目前，特斯拉在售车型所搭载的电池使用寿命大约为40万－80万公里之间，“百万英里”电池将使用寿命扩大了1－3倍，关于销量一骑绝尘、屡创新高的特斯拉来讲，这简直是“如虎添翼”。
在今年七月二十二日财报分析电话会议上，马斯克谈到，要矿商们增产镍矿，甚至直言只要镍矿商的运营保持高效和环保，特斯拉将与之展开更多业务往来。结合此前“特斯拉要推出无钴电池”的传言来看，短时间内，特斯拉可能也是走锂离子电池无钴化技术路线。
另外，据马斯克透露，特斯拉有望在3－4年内大规模生产寿命更长且能量密度达到400瓦时／千克的电池。同时，特斯拉还公布了一个带有特殊图案的预告片，据有关人士分析，这可能预示着硅纳米线阳极电池的出现。照当前的计划，特斯拉电池日已经安排上了，用不了一个月即将揭晓。但愿马老板别再把这良辰吉日往后拖了．．．出名要趁早啊。
■石墨烯电池——8分钟充满80％，充电10分钟续航300公里
石墨烯作为新型纳米材料，具有超高的导热性与导电性，被称作“不可思议的材料”，曾有科学家直言石墨烯“很大程度上将改变二十一世纪”，可见这一新型材料有多么神奇。随着石墨烯材料的诞生，石墨烯电池也被推向行业前沿，其最大的优势在于，充电速度非常快，而且体积小、重量轻、更安全。
国内公司中，广汽一直试图在石墨烯电池领域找到突破口。据官方宣传，广汽集团从2014年开始研究石墨烯的大规模制备，已具有独立自主知识产权的3DG石墨烯制备技术。基于石墨烯材料优良的导电性和特殊的三维结构，广汽开发了一款超级快充电池，已经从电芯、模组、搭载整车等多个层面初步验证了石墨烯相关技术。但目前为止，官方没有透露任何技术细节，对外公布的也仅仅是“8分钟充满80％电量”，而且没有说明这80％电量具体是多少；另外官方还公布了石墨烯电池可以实现“充电10分钟、续航200－300公里”，充电速度确实够快。
石墨烯电池好是好，但作为一种市场需求量巨大的产品材料，石墨烯有一个最为致命的问题——贵！据了解，石墨烯目前在市场上1克售价高达600元，被称作“黑金子”，估计短时间内亲民的电动汽车只能对其望而兴叹了。不过长久看来，石墨烯电池确实有足够的先天优势，期待科技进步，大幅降低其研发、生产费用。
■氟离子电池——能量密度是传统锂离子电池的7倍，充电一次行驶1000公里
关于氟离子电池大家可能比较陌生，而固态电池可能相对更熟悉一些，你先了解，氟离子电池是固态电池的一种。
工作原理方面，氟离子电池是利用氟离子来导电，通过将氟离子从一个电极转移到另一个电极来发电。阳极由氟、铜和钴组成，阴极重要由镧组成。此外，研究人员用固体电解质代替了锂离子电池中使用的液体电解质。这种固态电池的另一优势就是热稳定性较高，不会有着火的风险。工程师们可以大幅度新增电池的充放电功率，而不用担心电池过热而起火自燃。
当然，氟离子电池也有致命的短板，其中之一就是只有在高温环境中，固态电解质被充分加热后，氟离子才会向电极移动。也就是说，该电池只能在高温条件下工作，而高温环境可能会导致电池电极受热膨胀。据外媒报道，京都大学和丰田研究小组称，他们已经找到了一种防止电极膨胀的方法，即用钴、镍和铜的合金制造电极。但是，具体改进情况还有待试验验证。至于什么时候可以实现量产，还得看后续的验证情况。
目前，氢燃料动力电池在商用车领域已经初具规模，乘用车领域也逐渐落地。在欧洲，宝马集团于四月份首次宣布了BMWiHydrogenNEXT动力系统的技术细节，并将在2022年小规模批量生产氢燃料动力电池动力系统。宝马高层表示，氢燃料动力电池技术将会成为宝马集团电力系统产品组合的第四大支柱。另外，奔驰也在2019年亚洲CES展上推出了首款氢能汽车——GLCF－Cell。
在国内，广汽于七月份的“科技日”上亮相了首款氢燃料动力电池乘用车——AionLXFuelCell。新车是一款基于广汽GEP2．0平台开发的氢燃料动力电池汽车，搭载的燃料动力电池系统额定功率超过68千瓦，最高效率达62．2％，加满氢气后NEDC工况续航里程超过650公里。另外，就在八月份，丰田、广州、北汽等6家公司联合成立了“联合燃料动力电池系统研发（北京）有限公司”，致力于燃料动力电池系统的技术开发。
当然，氢燃料动力电池也面对着安全性低、难贮存等诸多难题。但鉴于其零污染的绝对优势，堪称动力锂电池领域的“扛把子”，永远的“他大爷”，氢燃料动力电池必将是未来发展的重要方向。
■点评
动力锂电池是电动汽车的基础，全行业都对电池技术的突破翘首以盼。目前的电池技术处于百家争鸣的状态，谁能脱颖而出，要看谁最先在商业化规模和成本方面达到完美的平衡点。长期来看，石墨烯电池、氟离子电池、氢燃料动力电池以及特斯拉的“不知名”电池均有望颠覆行业；短时间来看，无钴电池更接地气，可能会是第一种落地的新电池产品。
当然，技术的发展要时间，电池的性能会通过技术创新慢慢提升，大家关于电动汽车提升续航里程、提高安全性的事也不能太着急。再说了，从最初的100～200公里续航发展到现在也不过五六年时间，下一个五年，续航1000公里不是梦！消除自燃也可期！
