特斯拉在自研動力電池上都做了哪些努力？特斯拉電池日的兩大期待
時間:2020-06-28 23:54來源:搜狐汽車E電園 作者:許書懷
點擊:
次
備受矚目的特斯拉電池日臨近，此前特斯拉CEO馬斯克在2019年第四季度財報電話會議上宣布，公司計劃在4月中旬舉行“電池日”活動，屆時將準備講述一些可以“令人大吃一驚”的事情。據此前媒體報道，今年電池日特斯拉或將主推Maxwell的干電極技術，那么這個技術有何過人之處，特斯拉在自研電池的道路上都做了哪些努力呢?本文一起來探討。
首先讓我們來簡單回顧一下特斯拉在動力電池供應商方面的變化動作。
●特斯拉自成立以來，其動力電池一直都是由日本松下提供的圓柱形電池。不過特斯拉和松下多年來的合作隨著產能增加，在產能以及價格方面二者分歧增加，導致矛盾激化。特斯拉也越來越意識到把握動力電池核心技術的緊迫性。
●2019年10月，特斯拉宣布與LG化學合作，LG化學南京工廠將向特斯拉中國工廠供應圓柱21700型電池，打破了日本松下獨家供應商的地位。
●2020年2月，中國動力電池巨頭寧德時代也正式納入了特斯拉的電池供應體系。保價協議期限為2020年7月1日至2022年6月30日。這也意味著至此，特斯拉在全球范圍內共有三家動力電池供應商。
●不過特斯拉也一直沒放棄自研電池的道路，在2019年特斯拉先后收購了Maxwell電池技術公司、加拿大電池制造商Hibar Systems，用來自主研發動力電池。
結合Maxwell的優勢，未來特斯拉自研電池很可能朝著半固態電池邁出一大步，如果干電極技術以及超級電容能夠在短期內量產應用，那么這無疑會對現有的新能源動力電池格局形成較大沖擊，具體究竟如何，還需我們靜靜等待今年的電池日。
[·Maxwell的“超級電容”和“干電極”·]
據悉，特斯拉去年收購的Maxwell是全球第一的超級電容器制造商，在“超級電容”、“干電極”等領域有著技術領先優勢。而基于Maxwell的這兩大技術優勢，則帶給我們無限幻想，另外馬斯克所說的將在電池日宣布“令人大吃一驚”的事情，不知是否意味著在關鍵電池技術上有所突破，這也讓我們對此次的電池日有兩大期待。
期待一：干電極技術突破
提到干電極技術，首先我們先要了解目前電池電芯內部是什么樣的。
目前的電池電芯為涂抹正負極材料的極片中部加入隔離膜，再注入電解液形成電芯單體。而干電極則是通過在鋰電池的電解液中加入少量(約5-8%)細粉狀粘合劑(PTFE)，與正極、負極材料粉末混合，通過擠壓機擠壓形成薄的電極材料，圍繞在電極周圍的這部分電極材料就類似是口香糖似的膠狀物。此時電芯內固態材料增加，電解液容量減少，這就相當于固態電池的初級階段，從而達到提升能量密度、電池活性，以及實現無鈷的減低成本目標。
事實上干電極并不算是新技術，已經過多年發展。干電極技術可以簡化動力電池工藝，節約電池空間，極大提升電池的能量密度。同時有業內人士指出，干電極技術以下4點優勢：
1、電極壓實密度更高有利于負極補鋰;
2、可以更容易使用超高鎳正極材料;
3、成本更低;
4、可以適用于下一代材料體系，包括固態電池。
而我們目前使用的鋰電池會有壽命問題，主要是因為固態的電極浸泡在液態的電解液中，固液接口經過多次充放電循環，會逐漸產生結晶等結構問題，最終造成電池效能下降甚至短路，同時電解液本身有毒性，更有污染環境的問題。而干電極技術排除了固液接口，因此可改善電池的效能表現，大幅提升壽命與安全性，降低成本。
如果特斯拉以及Maxwell在干電極技術方面做出了某種突破，那么意味著其電池電芯技術將領先市場一個代際，在能量密度、成本、安全性、電池包體積等方面都將獲得突破，也代表它距離未來全固態電池的開發和應用更進一步。
期待二：超級電容技術能否應用于動力電池
超級電容又稱為雙電層電容器，它類似普通電容器和電池的混合體，但又不同于兩者。如同電池一樣，超級電容器也具有由電解質隔開的正極和負極。但是與電池不同的是，超級電容器像電容器一樣以靜電的方式儲存能量，而不是像電池那樣以化學的方式儲存能量。
超級電容器同樣也有一個介質分離器來分離電解質，就像電容器一樣。這種內部的電池結構使得超級電容器具有很高的能量存儲密度，特別是與普通電容器相比。
超級電容器的優點是功率密度高，并且充放電遠比電池的化學反應快速，能實現快速的充放電，在無數充放電循環后也不像鋰電池會出現效能衰退以及析鋰現象，因為當電荷存儲在它們內部時，不會發生物理或化學變化。而且因為是物理儲能，所以不需擔心溫度過高過低影響化學反應，因此在極端溫度下仍能確保電池性能的穩定性和可靠性。
根據公開信息顯示，Maxwell電極能使能量密度超過300Wh/kg，較特斯拉當前使用的電池高出了20%-40%。按照其規劃在2020年左右可以實現385Wh/kg的能量密度，到2027年可達到500Wh/kg。轉換到實際續航里程，未來特斯拉單次續航便可輕松突破1000km。而目前，Maxwell生產的超級電容器主要應用在我們熟悉的自動啟停技術上，它能幫助車子極大減緩啟停震動，提升舒適性。
綜合超級電容上述優點，如果應用到純電動汽車當中，將會掃除許多目前限制純電動車發展的障礙。比如充放電迅速的特性可以極大提升能源補充的速度;無數循環放電衰退少將讓電池壽命提升兩倍以上;物理儲能則極大提升性能穩定性，降低自燃風險，減少冬季續航衰減和夏季溫度過高的可能性;功率密度高則可以減少動力電池體積，并降低10%-20%的成本。
由此看來，超級電容很可能是幫助純電動車代替燃油車的一大利器。不過既然它這么優秀，為什么沒有大范圍應用呢?
因為超級電容存在一個致命缺點，就是能量密度仍然遠遠低于鋰電池。所以短期來看，超級電容不大可能成為電動車主要儲能技術，這會導致電動車續航力嚴重不足。不知道特斯拉電池日是否會在超級電容方面給到我們哪些驚喜。
不過也有業內人士猜測，根據超級電容的特性，如果采用超級電容搭配鋰電池的復合組合系統，便可以擷取雙方優點進行優勢互補。即利用超級電容為瞬間大功率輸出提供動力，或是為剎車動能回收進行瞬間吸能回電，輔以鋰電池為主要動力來源，解決續航能力的短板。所以從理論上看，將超級電容應用在純電動車是可以實現的。
不過這只是一個推斷，具體特斯拉以及Maxwell會如何應用還需要我們靜觀其變。如果真能解決能量密度的問題，那么這無疑又幫助特斯拉邁出重大一步。
[·一種全新的電池組制造方法?·]
此外除了Maxwell的兩項“絕技”有外媒透露，特斯拉或將提供一種全新的電池組制造方法。
特斯拉的新方法將把制造電芯以及整合成電池組兩個制造過程合二為一。據外媒推測，這些小型電池組將像樂高積木一樣組裝成整個電池組。推測特斯拉的冷卻系統將放棄其當前的“冷卻蛇”概念，而是將冷卻管直接粘在電池上。特斯拉的專利申請中討論了使用工程介電液作為冷卻液，電池單元直接浸入冷卻液中，從而提供了良好的熱傳遞。
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
-
車企自研電池，就能打破控制權“魔咒”了？
2024-03-18 09:02 -
車企開啟電池自研潮 寧德時代如何突圍？
2024-02-03 07:22 -
動力電池市場重構：一邊是產能過剩，一邊是企業自研
2023-12-31 13:50 -
固態電池的“功臣”材料，特斯拉、寧德時代都在用！
2023-12-27 08:35 -
半固態、去模組、車企自研……2023動力電池關鍵詞
2023-12-25 08:54 -
寧德時代不香嗎，為何越來越多車企都熱衷自研電池？
2023-12-22 08:37 -
鋰價狂跌，車企自研電池紛紛亮相，“寧王”還能稱王多久？
2023-12-17 20:06 -
廣汽埃安電池工廠投產
2023-12-13 08:24 -
4680的艱難誕生，只有特斯拉才敢這樣造電池
2023-12-06 08:33 -
“金鐘罩”下的行業難題：車企該不該下場自研電池？
2023-11-20 17:38
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
車企自研電池，就能打破控制權“魔咒”了？
2024-03-18 09:02 -
車企開啟電池自研潮 寧德時代如何突圍？
2024-02-03 07:22 -
動力電池市場重構：一邊是產能過剩，一邊是企業自研
2023-12-31 13:50 -
固態電池的“功臣”材料，特斯拉、寧德時代都在用！
2023-12-27 08:35 -
半固態、去模組、車企自研……2023動力電池關鍵詞
2023-12-25 08:54 -
寧德時代不香嗎，為何越來越多車企都熱衷自研電池？
2023-12-22 08:37 -
鋰價狂跌，車企自研電池紛紛亮相，“寧王”還能稱王多久？
2023-12-17 20:06 -
廣汽埃安電池工廠投產
2023-12-13 08:24
本月熱點
-
2024鋰電池行研報告
2024-05-24 18:59 -
多個鋰電項目終止，重磅文件引導企業單純擴大產能！
2024-05-15 19:12 -
小米入局電池制造，與寧德時代成立合資公司！
2024-05-20 19:05 -
攜手多地政府，這家企業5月三大電池項目開工/簽約!
2024-05-21 18:46 -
重磅！新能源突傳三大利好！固態電池賽道即將爆發
2024-05-28 18:18 -
投資超25億元！這家鋰電企業擬在美國建設電池化學品項目
2024-05-22 19:20 -
又一10GWh項目開工，固態電池距離產業化還要多久？
2024-05-11 19:17 -
寧德時代、比亞迪、中創新航共同供貨蔚來“樂道”？
2024-05-09 18:48
微信公眾號