钜大LARGE | 点击量：1327次 | 2022年06月25日
蜂巢能源四元及无钴材料电池技术"揭秘"
动力锂电池的安全和成本，是汽车电动化当下亟待解决的产业痛点。
安全是电动汽车发展的底线，也是消费者关切的头等大事，而成本能否下降，直接影响着电动汽车能否真正和燃油车在市场上PK。在此高压下，倒逼动力锂电池及产业链公司在现有材料体系的基础上不断探寻新的方向。
七月九日，蜂巢能源在保定召开主题为"领创叠时代守护芯安全"的品牌战略规划及产品公布会。针对动力锂电池行业目前面对的安全和成本两大难题，蜂巢能源针对性地给出了两条全新的产品解决之道，在此次公布会上全球先发了无钴材料、四元材料电池。
脱胎于长城汽车动力锂电池事业部的蜂巢能源，从设立起就明确一个目标，以方形电池高速叠片工艺和车规级开发标准来做动力锂电池，2019年二月，蜂巢能源正式独立，定位是第三方的动力锂电池公司，面向国内和全球的整车公司开放。
聚焦成本痛点的无钴电池
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%
现有三元体系的锂离子动力锂电池中，正极材料的成本占比达到30%——45%，这其中，以523体系为例，钴在其中的占比达20%，作为战略性的资源，钴的价格波动将会直接影响到最终电芯的成本。
因此，在以高镍体系为共识的大前提下，包括松下、LG、CATL等国际主流动力锂电池公司都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力锂电池的研发方向。
基于上述背景，作为最懂汽车的动力锂电池专家，蜂巢能源基于有关材料体系的前瞻性研发，正式公布了全球首款基于无钴材料的电芯产品。
蜂巢能源介绍，无钴材料性能可以达到NCM811同等水平，材料成本降低5——15%，相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%，且会让材料不受战略资源影响。
无钴化关键技术有两个，一是掺杂无未成对的电子自旋的特定元素，减弱电子超交换的现象，降低Li/Ni混排，提高电性能；二是掺杂M-O键能大的元素，减缓晶体在充放电过程的体积变化，稳定结构，提高循环寿命和安全性。
围绕上述两大关键技术，蜂巢能源已经完成了研发攻关，据悉，蜂巢能源的无钴电芯产品于2018年三月正式立项。通过掺杂技术改进了无钴材料在充放电的可逆性和结构稳定性，电压平台达3.87V，比811高出0.04V（3.83V）。
在产品规划上，预计将在年底前完成材料开发，在2020年三月完成材料体系的进一步优化，四月实现材料中试，八月体系定型，2020年第三季度将实现无钴电芯的SOP。
兼顾能量密度和安全的四元电池
主机厂有关电动汽车更高续航的追求，让动力锂电池的高镍化已经成为行业共识，但如何平衡能量密度提升之后的安全性能，是当下产业链必须正视的问题。
清华大学教授、我国科学院院士欧阳明高明确指出，目前最为紧迫的一项任务就是如何把安全的平衡点提升到300Wh/kg的能量密度。
基于上述趋势，蜂巢能源率先开发出四元正极材料，并基于该材料公布了全球首款四元材料电芯。
据了解，蜂巢能源开发的四元材料，在NCM体系的基础上掺杂Mx，Mx掺杂会使一次颗粒之间的边界强度增强，因此会减少在有害的相转变过程中微隙的形成。使其循环性能优于NCM811材料，同时能实现耐热更好、产气少、安全性更高的特点。最终呈现在动力锂电池上就是容量更高、寿命更长、安全性更好。
蜂巢能源介绍，其四元材料电芯项目也已经于2018年九月立项，将在今年年底前完成材料开发，预计将于2020年第四季度实现四元材料电芯的SOP。
