本文目录一览:
- 1、回收一吨三元锂电池可以提取多少钴
- 2、摆脱“钴焦虑”!蜂巢能源无钴电池将率先搭载于欧拉樱桃猫车型
- 3、比亚迪采用的三元锂电池正极材料中镍钴锰比例为
- 4、支持最长续航880km车型!蜂巢能源两款无钴电芯发布
- 5、特斯拉无钴电池疑案
回收一吨三元锂电池可以提取多少钴
回收一吨三元锂电池可以提取一点五千克的钴。锂电池含有大量的贵金属,其中钴占百分之5到百分之20,镍占百分之5到百分之12,锰占百分之7到百分之10,锂占百分之2到百分之5和百分之7的塑料,所含金属大多属于稀有金属,应该被合理的回收利用。
锂离子电池的危害
锂离子电池由于具有化学和电气双重风险,目前被归类为第9类危险品,锂离子电池具有热失控的缺点,通常是由于内部短路而导致起火或爆炸,有许多因素可能导致锂离子电池热失控,其中包括过度充电,环境条件恶劣和制造缺陷等。
在热失控发生时,锂离子电池通常会在几秒钟内从室温提高到700摄氏度以上,作为复杂的化学反应的一部分,锂离子电池中的电解质溶剂是电池燃烧的主要燃料。
锂电池包可以根据报废的的程度选择不同的利用方法,报废程度高的锂电池包选择回收拆解,收集可用材料再投入制作使用,报废程度低的可选择进行梯次利用,将其在需求能量较低的领域投入使用,根据能量梯次进行再利用。
摆脱“钴焦虑”!蜂巢能源无钴电池将率先搭载于欧拉樱桃猫车型
摘要: 蜂巢能源的无钴电池,将首先搭载于欧拉的樱桃猫车型,这将是全球首发使用量产无钴电池的新能源车型。无钴电池的最终装车落地,会给锂电池乃至整个新能源产业上下游带来怎样的震撼,让我们拭目以待。
东京奥运会刚刚落下帷幕,从杨倩气步枪射落第一枚金牌,到曹缘斩获10米跳台第38金,中国国家队强势揽下一枚又一枚金牌,取得境外奥运会的最好成绩。现代奥运会,早已不光是运动场上竞技水平的比拼,更体现了各国整体竞争实力的沉浮变化。历经七十多年的拼搏和发展,中国正在以全面崛起之势走向世界舞台中央。
奥运赛场上,有国家奥运代表队为祖国争光;奥运赛场之外,国家间的实力比拼同样激烈。而在 科技 创新领域,同样有一支支“国家队”展示着中国“肌肉”,比如华为的5G标准正在引领全球走向互联互通时代,福耀让全世界见识到“玻璃大王”的神奇,独步国际的光伏产业成为新时代的国家名片之一。
在新能源 科技 领域,我们同样有一支“国家队”在不断创造奇迹。在关乎未来发展的新能源领域,以锂电池行业为代表,中国企业也已经走在了世界前沿。2020年末,全球锂电池市场,中国位居第一占到了总产能的73%。前十大锂电池企业,来自中国的足足有六家,宁德时代和比亚迪更是高居第一和第三,前三名中国占其二。
宁德时代早在新能源行业刚刚起步,便被远道而来的宝马选中作为锂电池供应商。到今天宁德时代已成为全球第一大锂电池龙头,拥有众多品牌客户,在成熟的522、811三元锂电池之外,还开始为特斯拉供应磷酸铁锂电池。比亚迪则从手机电池厂起步,作为全球罕有的、涵盖电池到整车一体的新能源企业,也推出了诸如“刀片电池”这样的创新产品,将磷酸铁锂电池的潜力发挥到了极致。
无论宁德时代还是比亚迪这样的传统电池巨头,得益于起步较早、恰逢机遇,赶上了良好的中国新能源政策环境,与上下游产业链的茁壮发展期,借助高端客户背书或产品创新,走向规模龙头地位。然而在形势一片大好的乐观之余也应认识到,锂电池产业最核心的基础专利,还是一直处于欧美日韩等海外企业的垄断当中,而核心基础专利从行业长期发展角度来看无疑十分重要,而且另一方面,对于产业发展来讲,资源供给的可持续性也非常重要。从中国锂电产业战略发展角度来看,我们对于电池材料方面的基础研究投入仍然不够,先进生产工艺和高端设备也还比较依赖进口。海外企业对产业链中一些环节的垄断,虽已大幅减少,但依然存在。
我们的锂电池产业,要想真正在世界领先地位站稳、站牢,就必须以自主创新破除海外专利的掣肘,积累基础材料方面的科研经验和科研人才,打通产业链条的上下游脱离传统工艺束缚。中国力量已经站在了产业的潮头,接下来的深水区再没他人替我们趟,反倒是世界需要中国力量的引领,需要中国“国家队”走出自己的路。
锂电池行业飞速发展的这些年,“钴焦虑”一直是悬在行业头上的达摩克利斯之剑。严重依赖进口的钴资源,也让中国的锂电池企业们放不下心。以特斯拉为代表的海外企业,一直在持续降低锂电池中的钴含量,近年来其钴用量已减少了超过六成。其下一代锂电池产品,力图在目前6-7%的基础上,将钴的占比进一步降低至约3%。
无钴化,是锂电池行业未来的大势所趋。庆幸的是近两年,随着我国锂电池势力的快速崛起,核心技术的研发创新不断取得重大进展。行业后起之秀的蜂巢能源就有了令人惊喜的突破:不仅率先攻克无钴电池这一技术难关,更实现了无钴电池的实际装车应用。“无钴”从0到1,打破了日韩欧美的专利垄断,为行业摆脱钴资源束缚开辟了可持续能源使用道路。
钴是三元锂电池中的“一元”,它是其中最昂贵的一种元素,也是其中开采方式最不环保、开采劳动充满争议的一种元素。但同时,钴又能让锂电池更加稳定,是拥有高能量密度的关键因素。所以如何实现减钴甚至无钴,对于全球最出色的锂电池企业来讲,都是难度极高的科研命题。即便特斯拉的下一代目标,距离真正无钴化也还有距离,而真正实现无钴的,目前只有蜂巢能源一家。
在实验室中实现无钴只是一小步,将无钴电池量产装车则是一大步。蜂巢能源的无钴电池,将首先搭载于欧拉的樱桃猫车型,这将是全球首发使用量产无钴电池的新能源车型。无钴电池的最终装车落地,会给锂电池乃至整个新能源产业上下游带来怎样的震撼,让我们拭目以待。
摆脱“钴焦虑”!蜂巢能源无钴电池将率先搭载于欧拉樱桃猫车型_电池网
比亚迪采用的三元锂电池正极材料中镍钴锰比例为
正极材料中镍钴锰的含量比例为8:1:1。
在长城汽车看来,电池包里包含大量电芯,其中有个别单体发生热失控是不可避免的(或者说各类交通事故诱发热失控是早晚问题),除了做好基础的隔热和冷却工作,还要在限制热量扩散、避免二次引燃等等问题多下功夫。
NCM811电池在降低动力电池成本方面有着积极作用,有着电池能量密度大的优点。
但同时,NCM811电池的缺点是热稳定性较差,安全性一直是个待解决的难题。
支持最长续航880km车型!蜂巢能源两款无钴电芯发布
5月18日,蜂巢能源正式发布了旗下两款最新的无钴电池,分别是基于590模组电芯设计、容量为115Ah的无钴电芯以及L6薄片无钴长电芯。
第一款产品是基于590模组设计,容量为115Ah的电芯,它的电芯能量密度达到了245Wh/kg,这款产品的特点是基于通用化电芯尺寸的设计基础上完成,它能够搭载到目前大部分纯电平台上。据了解,这款电芯拥有15年/120万公里的长寿命,预计在2021年6月份推出市场。
第二款产品是一款L6薄片无钴长电芯,容量为226Ah,其特点是可以与车企合作研发从而组成更先进的矩阵式PACK设计,让电动车能实现880km的长续航,该电芯预计在2021年下半年实现量产。
众所周知,三元锂电一般指采用镍钴锰酸锂(NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)作为正极材料的锂电池。其中NCM后面紧跟的三个数字就分别代表了镍钴锰三种元素所占的比例,例如NCM811就代表镍:钴:锰=8:1:1,钴所占比例越高,电池造价越贵。
以NCM523、NCM622为例,钴在三元正极材料中的成本占比超过了30%(三元正极又占锂电池成本的30%)。无钴电芯的开发除了能极大程度减少钴这种稀有资源的使用之外,也能降低动力电池成本。
为了减少钴元素的使用,行业内动力电池已经从常见的NCM111、NCM523逐步发展为钴元素占比更低的NCM811电池,而此次蜂巢发布的两款电池,则完全不含钴。
至于大家关心的安全性,蜂巢能源表示在实现高续航的同时,无钴电池产品已经通过了国标和欧标的全部安全性测试,在安全性能方面优于三元锂电。
无钴电池电动车,笔者还是相当期待的。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
特斯拉无钴电池疑案
昨天路透社的一篇关于国产特斯拉电池的报道在 42 号车库社群里引发了大量的讨论。
这篇文章的标题是「独家消息:特斯拉正在商谈,在中国制造特斯拉上使用宁德时代的无钴电池」。
乍一看这个标题确实很「震惊」,目前电池厂商都在致力于降低三元锂电池正极中「钴」所占的比例,越低的钴含量意味着理论电池的成本就越低。
目前宁德时代量产产品中最低也就把钴的比例降到 10%,即使特斯拉和松下合作的 NCA 三元锂电池,钴的比例也只做到了个位数百分比,而特斯拉要使用宁德时代的无钴电池确实很令人好奇。
点进文章发现,所谓的无钴电池其实就是 LFP 磷酸铁锂电池,和三元锂电池并没有什么关系,而特斯拉计划使用宁德时代的方壳磷酸铁锂电池早在今年 1 月就已经曝光,我们也已经在特斯拉到底能卖多少车?中提到过,正负极材料的供应商也明确是德方纳米和尚太。
既然大家都如此关心,那我们今天就来聊聊特斯拉为什么要用磷酸铁锂电池?磷酸铁锂电池和现在的三元锂哪个好?
特斯拉为什么要用磷酸铁锂?
降低成本,从而降低车价。
在电动汽车上,动力电池的成本占了整车成本的 40%,而三元锂电池中正极材料的价格占了动力电池成本的 40%,正极材料中「镍」「钴」「锰」三种原材料目前的价格分别为 10 万/吨、27.7 万/吨、0.64 万/吨。
所以,为了降低动力电池的价格,所有电池厂都在致力于研发「钴」含量更低的电池,从 523 到 622 再到 811,钴的比例一降再降。
那特斯拉这次用的磷酸铁锂又是什么来头?
「磷酸铁锂」也是电动车动力电池的一种,不过正极材料从原来的「三元」换成了没有「钴」的「铁锂」,所以在价格上磷酸铁锂电池会比三元锂电池便宜一些。
从国泰君安的研究报告来看,目前磷酸铁锂的价格为 0.65 元/Wh,而三元电池是 0.85 元/Wh,在成本上便宜了 23.5%。
所以通过使用磷酸铁锂电池来降低整车物料成本,在逻辑上是一件水到渠成的事,但是在这里有两个细节值得探讨。
用磷酸铁锂之后还能享受补贴吗?
虽然政策还没有正式出台,但是在今年 1 月的电动汽车百人会上,工信部部长苗圩明确表示 2020 年新能源汽车补贴不会退坡。
换装成本更低的磷酸铁锂目的就是降低价格,如果因为用了磷酸铁锂电池拿不到补贴,这是得不偿失的。
补贴的三个核心门槛分别为续航里程、电池能量密度和综合电耗。目前国产 Model 3 所处的续航、能量密度区间分别为大于 400 km 和 140 Wh/kg-160 Wh/kg。
也就是说使用磷酸铁锂的 Model 3 续航超过 400 km,电池能量密度达到 140 Wh/kg,总体电耗与现款相差不大的话,仍然可以享受 2.475 万元的补贴。
三元锂电池国产 Model 3 参数
至于能不能做到上述的几个指标,我们认为完全没问题,原因放在后面磷酸铁锂和三元锂电有什么区别中说。
第二个细节,上文中提到的三元锂电池的价格是行业的总体水平,根据 2018 年 11 月瑞银的分析报告显示,特斯拉所采用的松下 2170 电芯的价格已经做到了 111 美元/kWh,而且特斯拉目标在 2019 年把电池的价格做到 100 美元/kWh,换算过来就是 0.7 元/Wh。
这个成本价已经非常接近目前磷酸铁锂的价格,那为什么特斯拉还要通过使用宁德时代的磷酸铁锂来进一步降低价格?
三个原因:
第一,目前所有的 2170 电芯均由 Giga Nevada 生产并组成 Pack,所以 Giga Shanghai 生产的 Model 3 想用松下的电池,必须从美国运往中国,在成本上需要增加额外的运费以及税费,并不划算。
第二,为了提高车辆零部件的本土化率,目前特斯拉在国产 Model 3 上搭载的是由南京 LG 化学提供的 2170 电池,而 LG 化学的 2170 电芯并不便宜。
同样来看瑞银的研究报告,2018 年底,LG 化学的电池成本比松下/特斯拉的高了 20%,也就是说,即使采用中国本土生产制造的 LG 2170 电芯,在成本上仍然是不够极致的。
第三,特斯拉从宁德时代拿到的磷酸铁锂价格非常美好。
路透社的原文中消息人士表示,电池的成本价格上有望比降低两位数个百分比,而根据我们的信源,特斯拉希望宁德时代的目标价格降低 20%。
综合来看特斯拉采用磷酸铁锂的主要动机的就是便宜。
磷酸铁锂和现在用的三元锂有什么区别?
这是对于国产 Model 3 预定用户来说最关注的问题。
根据宁德时代的公告,在今年 7 月才会给特斯拉供应动力电池,所以在没有量产上车实测之前,所有的区别都是基于磷酸铁锂和三元锂的电化学特性而言。
另外再明确一点,宁德时代并不是为了特斯拉才产磷酸铁锂电池的,磷酸铁锂电池一直占据了宁德时代出货量的较大比重,只是在政策的引导下三元锂电池的优势更大一下,所以我们现在接触到的也是以三元锂电池为主。
磷酸铁锂有 3 大优点:价格便宜、安全性高、寿命长,这里就不展开说了,重点说一说缺点,这也是特斯拉第一次使用磷酸铁锂需要克服的新问题。
能量密度低
过去几年的新能源补贴政策中,国家一直引导电池厂商推出高能量密度的电池,以此提高车辆的综合续航能力。磷酸铁锂电池的能量密度发展到 120 Wh/kg 已经非常极限,但这对于三元锂电池来说还是刚刚起步。
补贴政策中能量密度的门槛被不断拔高,磷酸铁锂的优势越来越小,所以近几年时间里,三元锂电池成为了家用电动车的首选。
而磷酸铁锂更多被用在,对空间要求低、对循环寿命和安全性要求高的货车以及大巴上。
不过随着补贴逐渐退坡,技术的发展回到市场导向。
虽然磷酸铁锂电池的能量密度偏低是电化学特性导致,但是比亚迪和宁德时代分别希望通过刀片电池和 CTP 的技术提高电池包整体的能量密度。
从工信部公示的比亚迪「汉」的参数来看,通过使用刀片电池技术,磷酸铁锂电池的能量密度也达到了 140 Wh/kg。
2019 年 10 月宁德时代与大众商用车部门签订了长期战略合同,大众的 e-Delivery 系列车型(纯电动轻卡)将采用宁德时代的 CTP 磷酸铁锂电池,电池包能量密度 160 Wh/kg。
而宁德时代给特斯拉提供的就是采用了 CTP 技术的磷酸铁锂电池,虽然在数据上,磷酸铁锂的能量密度不如三元锂电的 180 Wh/kg 那么好看,但也已经迈进了补贴的门槛,所以采用磷酸铁锂的国产 Model 3 大概率也是可以拿到补贴的。
而且宁德时代供给特斯拉的磷酸铁锂电池只会用在电池容量更小的「标准续航升级版」车型上,所以即使磷酸铁锂能量密度偏低,但是在 CTP 技术的加持下,仍然可以满足「标准续航升级版」车型的续航需求,和新能源汽车补贴的门槛。
这里再补充一点关于国产长续航 Model 3 的信息。
国产版长续航后驱版 Model 3 已经上了工信部的目录,所以量产交付也只是时间问题,不过可以明确的是长续航版车型因为电池容量更大,所以一定会采用能量密度更高的南京 LG 化学 2170?三元锂电池。
低温性能差
低温性差是三元锂电池和磷酸铁锂电池共有的特性,但是因为三元锂电池的活性更高,所以低温性能相对较好一下,而磷酸铁锂电池活性更差,所以低温环境性能差的弊端会愈发明显。
而低温性能差带来最直接的影响有两个:
第一,低温环境下,相同的电量,磷酸铁锂的实际续航会短于三元锂电池。
第二,低温环境下,相同的电量,磷酸铁锂电池的充电速度会慢于三元锂电池。
总结一下,理论上使用磷酸铁锂电池的 Model 3 在低温环境中的续航会略逊于使用三元锂电池的 Model 3,而且使用磷酸铁锂电池的 Model 3 在超充上能否达到 170 kW 的最大充电功率也是未知数。
我并不认为特斯拉会为了降低价格,过度牺牲车辆的三电性能,但是从目前磷酸铁锂的电化学特性来说,以上两个问题是特斯拉需要克服的,但是如何解决,我们希望在 4 月特斯拉的电池日上能得以揭秘。
可以明确的是,降低价格、提升性能是特斯拉一直以来的目标,现在寻找 LG 化学和宁德时代只是希望在成本和性能上找到一个平衡点。
根据我们最新的信源显示,Hymson 已经和临港签订了 7000 万电芯制造设备供应合同,这意味着 Giga Shanghai 极有可能成除特斯拉在美国本体外第二个生产动力电池电芯的制造工厂。
再结合年初特斯拉美国 Fremont 工厂自建的电池产线开始试点生产的新闻,特斯拉停滞了近年 3 年的电化学技术,即将在今年重新成为舞台上最闪耀的焦点。
我们 4 月再见。
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