特斯拉的“无钴”争议
文浩·奥特在开车?墨子
电动汽车未来的成功可能取决于放弃电池的一个关键成分:重金属钴。
最近,路透社报道称,特斯拉正在与当代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology co .,Limited)进行“深入谈判”,以在部分产品中使用无钴电池。
如果这次谈判最终落地,意味着磷酸铁锂电池将进入特斯拉生产线。
根据机构市场的消息,特斯拉正在与当代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology co .,ltd .)就供应锂电池进行谈判,并计划在中国制造Model?车型3采用无钴电池,替代目前适用于特斯拉的松下811三元锂电池。
然而,无论是特斯拉还是当代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology co .,Limited)都没有对该报告发表公开评论,但马斯克此前曾在推特上表示,特斯拉现有的电池使用的钴含量不到3%,“新一代电池”不会使用钴。
受此消息影响,比亚迪、丰原、德国纳米、湘潭电化等多家相关公司涨停。
另一个好消息是,工信部近日发布了《关于有序推进工业通信行业企业复工的指导意见》和《下称《指导意见》。
明确提出优先支持汽车等产业链长、带动能力强的产业,重点支持新能源汽车等战略性新兴产业。并积极稳定汽车等传统大众消费,鼓励汽车限购地区适当提高汽车号牌额度,带动汽车及相关产品消费。
新能源汽车市场将迎来新一轮增长。
根据正极材料的不同,现在市面上的动力电池主要有镍钴锰、镍钴铝、磷酸亚铁锂、钛酸锂、锰酸锂、钴酸锂电池。
值得注意的是,由镍、钴、锰和镍、钴、铝制成的电池也统称为三元电池,磷酸铁锂电池成为目前两大主流动力电池方案。
根据有无钴,磷酸铁锂电池也可以分为两种,一种是完全无钴电池,另一种是正极有钴,本质上是高镍低钴的材料。
但目前三元电池的市场比磷酸铁锂电池要广阔得多。至少在三到五年内,国内市场的主流还是三元电池。
2019年全国动力电池累计产销量分别为85.4GWh和75.6GWh,其中三元电池累计产量为55.1GWh,占总产量的64.6%,累计同比增长40.8%,三元电池累计销量为53.0GWh,占总销量的70.0%。
磷酸铁锂电池累计产量27.7GWh,占总产量的32.4%,同比下降1.2%,磷酸铁锂电池累计销量20.6GWh,占总销量的27.2%。
无钴电池是一项新技术,也是目前整个锂电池行业都在积极攻关的课题。是指在现有的高镍路线下,寻找一种更廉价、无能源的材料来替代现有的钴元素,从而达到与现有三元锂电池相同的性能和稳定性。
一些评论家提到,当代安培科技有限公司的LFP电池将用于特斯拉的早期阶段。然而,LFP电池的一个致命缺点是能量密度低,但报道指出,当代安培科技有限公司一直在努力改善这一点。
当代安培科技有限公司的做法是通过细胞?去哪?Pack技术提高了LFP电池组的能量密度,就是最近经常提到的CTP技术的模块化电池组。
这是一个类似于Obrist采用的真空固定技术的概念,不需要将单元集成到模块中再集成到封装中,而是可以直接将单元集成到封装中。
据当代安培科技有限公司介绍,与目前市场上的传统电池组相比,CTP?电池组的体积利用率提高了?15%-20%,零件数量减少?40%,生产效率提高了?50%,投入使用后,动力电池的制造成本将大大降低,能量密度也将上升到?200Wh/kg?以上,并计划在2024年达到?200瓦时/千克.
CTP?优势主要有三点:一、CTP?电池组可用于不同型号,因为没有标准模块限制。
第二,减少内部结构,CTP?电池组可以间接提高系统的体积利用率和能量密度。
第三,散热效果高于目前的小模块电池组。
根据当代安培科技有限公司目前公布的信息,CTP?电池组依然会采用方壳封装,考虑到目前高镍电池的稳定性,这是一个更好的选择。
GGII调查数据显示,截至2019 12,三元电池系统的免税价格为0.95-1.05元/Wh,LFP系统的免税价格为0.85-0.95元/Wh。0.2元和WH的差价,意味着用在同样60KWh的乘用车上,可以省654.38+0.2万元。
现阶段,虽然特斯拉还没有明确“无钴”方案的具体技术路线,但可以看出,目前在电池技术的选择上,特斯拉应该会采取两条路线。
一是推出不含钴的磷酸铁锂电池,二是采用NCM811高镍电池到NCMA(镍钴锰铝)四元电池,在生产过程中逐步用其他元素替代钴。
但按照目前的技术,前者会有一定的能量密度下降,而后者存在安全隐患。
根据凯恩能源研究顾问公司(via美国消费者新闻与商业频道)的一份新报告,特斯拉在2019年的当前成本达到了每千瓦时158.27美元,比四年前下降了100美元以上。
这接近100美元/千瓦时的价格,很多行业观察人士认为这是一个“神奇的数字”,可见电动汽车的成本与传统汽车相当。
如果特斯拉依靠当代安培科技有限公司在中国再次实现降本,那么国产特斯拉车型呢?还有降价的空间。
此举很可能会终止特斯拉和松下之间的合作。据最新消息,在位于纽约州北部的特斯拉布法罗太阳能工厂想尽一切办法提高产量后,特斯拉和松下最近放弃了在太阳能电池生产方面的合作。
特斯拉内部团队一直在研发锂电池技术。此前申请的专利显示,锂电池的使用寿命可延长至654.38+0.6万公里,从而延缓了电池组的更换。
据外媒近日报道,特斯拉计划在弗里蒙特工厂建设一条锂电池实验生产线,并逐步开发锂电池的生产技术。
近日,特斯拉开始在德国勃兰登堡建设第二家海外电动汽车工厂。根据特斯拉官方信息,这家工厂将生产Model?3、型号?y和锂电池。
当然,无钴将是未来的趋势。
麻省理工学院?研究所?的?技术的艾尔莎·奥利维蒂(艾尔莎?Olivetti和她的同事们的一项新分析发现,如果我们不能有效地回收钴,钴可能会短缺。
预计到2030年,全球对钴的需求将增加到23.5万至43万吨——按照2016的数据,这个数字至少是目前全球钴冶炼产能的1.6倍。
钴通常是铜或镍开采的副产品,受这些金属的需求和价格波动的影响,价格昂贵。
除了价格,开采金属还需要人力成本,全球供应的大部分(60%)来自刚果民主共和国。
可以说,随着新能源汽车的增长,特斯拉改用无钴电池是一个不错的选择。当然主要原因还是成本降低。
事实上,近年来特斯拉对钴的使用量一直在减少。2009年,特斯拉在Roadster上使用钴酸锂。2012,车型中的特斯拉?在S上,钴的消耗量为11kg/辆。2018,车型中的特斯拉?3、钴的用量为4.5公斤/辆。
但是,伦敦的基准矿产信息(Benchmark?矿物?情报部的西蒙?莫尔斯(西蒙?穆雷斯)和其他行业分析师表示,“这一举措不太可能在中国以外复制。此举更多是出于降低中国生产成本的愿望,而非逐步淘汰钴。”
最后说说锂离子电池、镍氢电池和铅酸电池的区别。
锂离子电池:被认为是现代电动汽车的标准电池。与其他成熟的电池技术相比,锂离子电池有很多优势。
其独特的物理和电化学性能在民用和国防领域有着广阔的应用前景。其突出特点是:重量轻,储能大,无污染,无记忆效应,使用寿命长。
在相同的体积和重量下,锂电池的存储容量是镍氢电池的1.6倍,镍镉电池的4倍。目前其理论电量只有20% ~ 30%被开发利用。
锂离子电池在维持能量方面也很出色,自放电率(每月5%)比镍氢电池低一个数量级。
然而,锂离子电池也有一些缺点。锂离子电池是一种非常昂贵的电池技术,而且还有一个与电池过度充电和过热相关的重大安全问题。锂离子可能会失去热控制,导致车辆起火或爆炸。有多少特斯拉车型使用过锂离子电池?这是由于充电不稳定或电池损坏引起的火灾。
铅酸电池:最初用于早期的电动汽车,如通用汽车的EV1。也是一种成熟的电动车用电池,可靠性好,原料易得,价格低廉,功率基本可以满足电动车的用电要求。
两大缺点是第一能量低,质量体积太大,一次充电里程短;另一个是使用寿命短,使用成本高。
镍氢电池:镍氢电池被认为是最好的,比能量高达两倍(68?Wh/kg),使用镍氢电池的电动车更轻,从而降低了在斜坡上行驶的能量成本。与铅酸电池相比,镍氢电池还具有更高的能量密度,这会将电池系统限制在更小的空间内。
为电动汽车生产镍氢电池的外国公司主要是Ovonie、丰田和松下的合资企业。Ovonie有80A h和130A h电池,比能量75-80W h/kg,循环寿命600次以上。
但是镍氢电池的充电效率低于其他电池,而且当电池处于高温环境时,自放电也会出现严重的问题(正常室温下每天高达12.5%)。这使得镍氢电池在更热的环境中不太理想。此外,大规模镍氢电池存在法律纠纷,影响了镍氢电池在纯电动汽车上的使用。
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