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雷诺2025年拟推无钴固态电池,能否突破技术和资源制约?

浏览次数:112 发布日期:2019-10-09

图1

日前,雷诺汽车高级副总裁吉尔斯·诺曼德(Gilles Normand)公开表示,到2025年,雷诺旗下电动汽车可能会使用钴含量为零的固态电池。

据英国媒体Driving Electric报道,新一代的固态电池产品将由电池公司Ionic Materials提供技术支持。雷诺-日产-三菱联盟在2018年曾向该电池公司投资6500万美元(约合人民币4.64亿元人民币),以开发电池新技术。据Ionic Materials官网消息,该公司将在美国密歇根州Romulus电池工厂制作固态电池,并拟于今年年底前进行OEM测试。

早在2018年初,雷诺-日产-三菱联盟设立10亿美元风投基金,其首个投资即为Ionic Materials公司的无钴固态电池研发。同年3月,丰田及雷诺-日产-三菱联盟分别表示,拟在2022年至2025年间推出搭载固态电池的电动汽车。随后,大众也在7月宣布将于2025年前生产固态电池。2019年,天际汽车、蔚来汽车及爱驰汽车等造车新势力陆续与辉能固态电池达成合作,以尽快完成固态电池搭载。

固态电池已成为业内广泛认可的下一代电池技术,但技术困难和成本高企,仍然是横亘在该技术落地面前的,一道尚未跨过的门槛。

“固态电池取代液态电池是大势所趋”

今年上半年,包括特斯拉、蔚来在内的多家电动车企业接连发生“自燃”事件,再次点燃了人们对电动车安全性的担忧。

新能源汽车国家大数据联盟8月公布的《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示,自5月起,新能源汽车国家监管平台共发现79起安全事故,58%的车辆起火原因是电池问题,86%的涉事车辆使用三元锂电池。就在最近,美国国家公路交通安全管理局对特斯拉展开调查,原因是Model S和Model X电池组可能存在缺陷,并可能导致“非碰撞性火灾”。

历经10年发展,电池安全这道残酷的红线,依然考验着市场和消费者的信心。

辉能科技创始人、CEO杨思枏曾公开表示,新能源汽车频繁起火,已经让很多车企意识到液态电池的安全性问题。他表示,与液态电池相比,固态电池更为安全稳定,固态电解质更耐高温、不存在漏液等问题,电池出现损坏后不易爆炸起火。此外,固态电池还有循环寿命长、工作温度范围宽、回收方便、可快速充电、与电极材料相容性好、耐潮湿环境等优势。

一位固态电池从业人士对未来汽车日报(ID:auto-time)表示,固态电池还节省了液态电池所需的保护机构材料,从而能实现降低对车企的电池管理技术要求。“固态电池相较液态电池也更易回收,液态电池需要分正负极、分元素回收,但因有电解液中和,很难把不同元素分开,固态电池本来就有隔离层分层,所以回收技术门槛较低。”上述固态电池从业人士表示。

在杨思枏看来,“未来固态电池取代液态电池成为主流乃是大势所趋。”

但目前,固态电池的技术仍不成熟。一位电池资深从业者向未来汽车日报表示,目前有些日企尚处于选材料阶段,“原则上讲固态电池从选好材料到真正量产,可能需要10年以上时间”。

“现在还没有能够达到车辆可使用的全固态电池。”清华大学电池安全实验室主任冯旭宁在日前接受第一电动采访时表示,但是中国和日本在全固态电池研发方面都是走在世界前列的,也最有希望率先做出能量产的全固态电池。

“做无钴固态电池是为了降低成本”

要想实现固态电池量产和广泛使用,如何降低成本成为必须解决的一道难题。

未来汽车日报根据公开资料了解到,目前固态电池仍存在电解质材料、电极材料研究及界面高阻抗问题。具备良好性能的材料成本高昂(如薄膜固态电解质),而成本可接受的材料导电度与稳定性却表现不佳(如固体聚合物固态电解质)。因此,目前固态电池仍面临着技术突破与成本控制的双重难题。

钴是目前锂离子电池中必需的贵金属。据上海有色网数据显示,今年8月和9月,电解钴价格上涨33%至每吨29万元,价格十分高昂。据美国地质勘探局统计,自2000年来,全球钴产量翻了两番,达年产12.3万吨。苏格兰咨询公司伍德-麦肯兹则预测,因电动汽车发展,到2025年,钴的需求量预计将达20万吨。

“做无钴的固态电池主要是为降低成本。”上述电池资深从业者向未来汽车日报表示,随着新能源车数量的增多,钴的供应问题会越来越严重,其产能或将成为制约电动车发展的主要瓶颈之一。

因此,无钴电池研究逐渐成为各大电池制造商的重要课题。

2018年,特斯拉CEO埃隆·马斯克曾在Twitter中称,要将特斯拉的钴使用量将从目前的3%降至0%。同年6月,松下宣布正在开发无钴电动汽车电池,并计划在2-3年内将大规模生产的电池钴含量降低一半,但至今仍未有产品发布。今年7月9日,长城汽车旗下蜂巢能源首发无钴材料电池,预计将在年底前完成材料开发,到2020年第四季度实现无钴电芯的SOP(标准作业程序)。

“无钴电池的研发要以保证安全和质量为前提,配方比例的改变会带来一定的挑战。”电池领域专家曹国庆在接受第一财经采访时表示,当前来看,高镍低钴是主要发展方向,但短期内无钴电池仍难成为主流。

包括雷诺在内的主流车企和电池企业争相布局固态电池,并不令人意外。今年上半年,雷诺集团在整体销量同比下降6.7%的情况下,电动车销量则增长40%至3万辆,可见之后电动车将成为雷诺的一大发展重心。这意味着,无钴电池仍有技术难点尚未突破,但逐步消除对钴依赖成为行业共识。

无论这条路有多艰难,对于雷诺而言,未来采用无钴固态电池,将是降低成本,避开资源制约的必经之路。

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