特斯拉的新电池=”干电极技术+无钴锂电“?

最近关于特斯拉新电池的传闻一波三折,先是传出国产特斯拉将搭载宁德时代的“无钴电池”,随后特斯拉官宣:无钴,不代表一定是磷酸铁锂。短短几个子让新电池更加神秘,官方将于四月份的特斯拉电池发布会揭晓答案。

最新又有相关人士透露,称新电池是“干电极+超级电容”,这一波消息引起了股市的波动,先是钴金属相关股价大跌,再是超级电容相关企业股价大涨。实际上,小编最早听到这一消息还是源于一个抖音的播主——基地边缘,有理有据的猜测这一强力组合,那么“干电极+超级电容”到底是何方神圣,下面我们一起来探寻。

超级电容龙头企业Maxwell

最近的猜测源于特斯拉2019年5月收购的一家电池技术公司Maxwell。Maxwell是一家技术驱动的企业,是全球领先的超级电容公司,拥有关键的干电极技术。

 

超级电容属于第三代储能设备,是物理式储能装置。其优点包括快速充电、循环性极好、安全性好等,缺点也比较明显,能量密度很低,不到锂电池的10%。超级电容目前主要应用于商用车与储能领域,在商用车应用中承担辅助电源的功能。超级电容在乘用车上使用存在三个问题:

第一,压缩锂电池使用空间,导致续航里程下降;

第二,增加超级电容器这个零部件会增加成本;

第三,两套电池系统协同工作较复杂,会导致车辆使用可靠性下降。

近期马斯克在采访中也表明,目前Tesla的汽车电池已经不需要超级电容,但干电极技术未来将考虑应用至锂电池,因此Maxwell的关键技术就在于干电极技术。

干电极技术:实现锂电池降本增效

干电极是一种极片制作工艺,与湿电极工艺的核心区别在于是否使用溶剂。根据Maxwell披露的资料来看,其干电极技术的主要步骤是:

(1)干粉(活性材料、导电剂、粘结剂)混合

(2)将干粉制成薄膜

(3)将膜与集流体层压,整个过程始终保持无溶剂干燥状态。

传统的电极制作时要使用溶剂的,打个比方,家里揉面要加水,而电池正负极“加水”的过程需要巨大、昂贵且复杂的电机涂敷机,而且这个溶剂是有毒的。干电极技术则不需要使用溶剂,而是把正负极中的某种颗粒变成”原纤维化”的胶状物,使其自带粘性。

不使用溶剂解决第一次充放电锂损失问题

技术角度上来,锂电池在第一次充放电过程中会形成SEI膜:本质就是首次充放电过程中从负极返回到正集的锂离子会损失一些,会在负极形成一层多孔膜状物质,这也是第一次循环容量损失的原因之一。为了弥补这样的损失,我们可以通过预锂化的技术对电极材料进行补充锂,以次来抵消SEI膜造成的不可逆锂损失,以提高锂电池的总容量和能力密度。但是,正负极的溶剂会让添加的金属锂与混有锂金属的负极石墨产生不好的化学反应,影响电池的安全性和寿命。

 

Maxwell的干法极片技术可实现:能量密度300-500Wh/kg以上;可改善电池的耐久性,寿命有望翻倍;生产速度大幅提升,比现有的湿法电极降本约10%-20%以上;可应用于下一代材料、无钴电池、固态电池等。一旦干电极技术被成功运用到锂电池上,锂电池将进阶成为“半固态”化的电池,成为全固态电池实现商业化之前最重要的突破。最终要的是,它本身不是一种电池,只是增加电池或者电容安全性和性能的黑科技,并不会影响锂电池的发展趋势。

 

文章来源:大众证券报、光大证券、牛股小怪兽   图片来源:网络

整编:今宏科技     如有侵权请联系删除

 

 

2020年3月2日 16:06
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