干電極與超級電容 將改變鋰電池產(chǎn)業(yè)?
C·Khan 2020.03.02 22:27 干電極概念股
特斯拉密謀干電極技術(shù),主要是借鑒其工藝層面創(chuàng)新,達(dá)到降本+提升安全性+提升能量密度的效果,同時向固態(tài)電池大步進(jìn)軍。
自從特斯拉溢價55%收購以干電極技術(shù)為主的Maxwell公司以來,如何利用Maxwell的干電極技術(shù)為現(xiàn)有動力電池賦能,就一直是業(yè)內(nèi)人士廣泛關(guān)注的話題。
有分析指出,一方面干電極技術(shù)作為新型鋰電池制造工藝,對國內(nèi)電池企業(yè)的濕電極技術(shù)產(chǎn)生影響。另一方面特斯拉“密謀”干電極技術(shù),會縮短半固態(tài)和全固態(tài)鋰電池的商業(yè)應(yīng)用時間。
1、什么是干電極技術(shù)?
干電極技術(shù)最初應(yīng)用在超級電容儲能領(lǐng)域,隨著鋰電池市場需求增長,逐漸轉(zhuǎn)換到鋰電池制造工藝中。
公開資料顯示,干電極技術(shù)是一種正/負(fù)極材料壓制技術(shù),具體是將少量細(xì)粉狀粘合劑(PTFE)與正極或負(fù)極材料混合,通過擠壓機(jī)形成電極材料帶,隨后再壓延在金屬箔集流體上形成鋰電極。
2、干電極技術(shù)如何應(yīng)用到鋰電池制造當(dāng)中,能帶來什么效果?
干電極技術(shù)在鋰電池制造當(dāng)中應(yīng)用主要是高鎳材料Ni90、Ni95的使用和硅碳負(fù)極。
前者能省去有毒溶劑,可以做到無水分,大幅提升電池能量密度,同時還利于提升高鎳正極材料體系的穩(wěn)定性和安全性,降低制造成本。
后者則提升硅的摻雜比例至10%,還能改善負(fù)極的充放電性能和儲存鋰離子壽命,對抗硅碳材料的膨脹特性。
3、干電極技術(shù)的優(yōu)勢與劣勢?
干電極技術(shù)優(yōu)勢主要有三點。
第一,不用粘結(jié)劑,提升鋰電池良品率和改善使用壽命。第二,不使用溶劑,減少充放電循環(huán)過程中的能量損失。同時干電極技術(shù)補(bǔ)鋰,提升能量密度和容量,目前能超過300Wh/kg,遠(yuǎn)期可達(dá)到500Wh/kg。第三,工藝簡化,制造成本降低10—20%。
特斯拉收購的 Maxwell,其干電極技術(shù)主要是工藝層面創(chuàng)新,將粘結(jié)劑由NBR/SBR改為PTFE,其余不變,可以達(dá)到降本+提升安全性+提升能量密度的效果。
干電極技術(shù)主要劣勢是電池倍率性能較差,即大電流充放電性能差,商業(yè)應(yīng)用和推廣價值成本高,對鋰電池制造而言,仍有工藝問題待優(yōu)化解決。
4、干電極技術(shù)推廣的有利因素?
對方形/軟包電池來說,干電極技術(shù)制備出的正極、負(fù)極極片的壓實密度更高,內(nèi)阻更小。
有望解決方形/軟包電池中高鎳正極/硅碳負(fù)極的膨脹問題,提高方形/軟包電池安全性、快沖倍率性能、方形/軟包電芯單體能量密度(使用Ni含量更高的正極或硅碳含量更高的負(fù)極)。
5、干電極技術(shù)對特斯拉的影響?
特斯拉對干電極技術(shù)進(jìn)行整合,一方面推動光伏,儲能,電動車的生態(tài)應(yīng)用體系建進(jìn)程。
另一方面適用“無鈷、全固態(tài)”鋰電池的研發(fā)方向,利于特斯拉自建電池產(chǎn)線,并推動其在全固態(tài)電池商業(yè)化上的布局投入。
干電極技術(shù)加上特斯拉未來的電動車銷量規(guī)模大,電池需求量大,以及電池生產(chǎn)的馬太效應(yīng)(規(guī)模、成本、性能曲線)等因素,有助于其聯(lián)合電池企業(yè)共同推進(jìn)電池技術(shù)發(fā)展,進(jìn)而推動汽車產(chǎn)業(yè)電動化發(fā)展。
對特斯拉采用的電池材料體系而言,不會產(chǎn)生大的沖擊。
如正極材料依舊可以用NCM、NCA,但在干電極趨勢下高鎳有望加速,負(fù)極材料依舊可以用石墨、硅炭,但硅比例有望提升;電解液和隔膜也并無根本性變化。
6、干電極技術(shù)在鋰電池領(lǐng)域?qū)頃趺礃樱?/strong>
干電極技術(shù)在鋰電池領(lǐng)域?qū)砟苓M(jìn)一步提升能量密度至500Wh/kg,而且將以2年左右為一個周期,提升電池能量密度幅度為25%,同時成本持續(xù)下降幅度為10%,進(jìn)而突破三元鋰電池能量密度的瓶頸。
對整個鋰電行業(yè)來說,總體影響不太大,主要是兩方面。
一方面促進(jìn)電池企業(yè)和原材料供應(yīng)商加速技術(shù)升級,尤其是固態(tài)電池方面的研發(fā)布局投入。
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