巴斯夫动力电池材料:发力全球市场 让电动车未来更可期

智慧城市建设的一个主要目标是低碳节能,而电动交通则是帮助我们实现这个目标的重要解决方案之一。

国际能源机构预测,到2025年,全球道路上的电动汽车数量将从现在的200万增加到7000万,电动汽车的使用成本将会下降到与传统汽车相同的水平。目前,中国政府正通过减税、研究补贴以及出台相关法规等举措将汽车行业引入电气时代。英国、法国、挪威、印度和其他几个国家打算在未来几十年内逐步淘汰燃油发动机。

然而,如果没有能源储存方式的平行革命,这一切都不可能实现。

电动汽车的性能很大程度上取决于电池的质量,一定条件下,容量更大、体积更小、重量更轻,也就是能量密度更高的电池能够令电动车实现更长的续航里程。

当前,中国政府也在强化对动力电池能量密度、成本的要求。新能源车补贴标准不断收紧,对纯电动乘用车系统能量密度要求日益提高,这将推动电动车产业对高性能电池材料需求的进一步上升。

正极活性材料的技术趋势

今天的电动汽车主要使用锂离子电池。正极活性材料是电池最为重要的组成部分,基本决定了电池的效率、安全性、可靠性、成本、使用寿命以及尺寸大小。不论是小型汽车还是SUV、公交车或者卡车,正极活性材料的特性决定了车辆的速度、提速性能以及动力。

在上世纪90年代,锂钴氧化物是最早应用于锂离子电池的正极材料之一,作为主要元素的钴为这一代电池提供了较为出色的能量密度和使用寿命(循环稳定性)。

然而,单一使用钴这一金属元素限制了电池材料性能的进一步提升。科学家们发现,通过在材料合成中加入镍和锰,或镍和铝,用以替代部分钴,不仅从降低了电池材料成本,还提升了电池的充放电和安全性能。随着市场对电池材料需求的增加,对成本的敏感度越来越高,三元正极活性材料(镍钴锰或镍钴铝三元)在电池材料市场获得越来越多的重视。

近年来,电动车市场迅速发展,对电池材料的需求急遽增加,同时也要求电池成本更优化、能量密度更高、生命周期更长。

这些挑战推动了三元材料市场向更高镍含量的镍钴氧化物发展。由于镍比钴更容易获得且价格远低于后者,高镍正极材料中镍的成分提升,钴的成分降低,意味着电池材料本身的成本得以下降。同时,在三元材料的三种主要元素中,镍更能极大提高电池材料的能量密度,使获得相同千瓦时电量所需要使用的电池材料用量减少,从而进一步降低电池的成本。

高镍正极材料能量密度的提高也意味着电池的续航里程得以大幅加强,这也是它的另一个显著优势。

巴斯夫动力电池材料:发力全球市场 让电动车未来更可期

然而,当镍的含量超过80%以后,如何平衡材料的稳定性、表面活性变得非常重要。镍的最高含量也是目前镍钴氧化物正极材料的终极挑战,优异的包覆技术、掺杂技术及表面后处理技术成为优质高镍正极材料的关键。

巴斯夫一直致力于开发和生产能量密度更高,价格更具优势,性能更可靠的正极活性材料,通过其领先的涂覆、掺杂和表面后处理技术,巴斯夫生产的镍含量超过80%的高镍活性材料已经实现更高的能量密度,更好的稳定性,更长的生命周期,以及更优化的成本。同时,还可以根据客户需求提供更优质的定制产品和应用研发方案支持客户的市场发展。

巴斯夫上海创新园的科研人员正往气氛仓当中装入小型测试电池

巴斯夫上海创新园的科研人员正往气氛仓当中装入小型测试电池

科研人员将正极材料浆料涂布在铝箔上进行测试

科研人员将正极材料浆料涂布在铝箔上进行测试

与此同时,巴斯夫始终积极推动电动汽车下一代电池材料的创新和研究,包括富锂锰基活性材料、全固态电池材料。巴斯夫与美国阿贡实验室关于不同材料类型的专利技术合作,扎实的材料基础研究以及对于电解液化学反应机理的理解,令巴斯夫在解决诸如下一代电池材料研究中的电压衰减、金属溶解等问题拥有领先优势。

“我们的目标是到2025年,力求让中型车的单次充电续航里程翻倍,从现在的300公里增加至600公里。将电池体积缩小一半,使用寿命也将延长,最重要的是,完全充满电的时间有望缩短至15分钟,仅仅是享用一杯咖啡的时间。”巴斯夫电池材料全球高级副总裁楼剑锋博士表示。

布局全球,巴斯夫全面引领动力电池材料发展

巴斯夫

作为电池材料市场的强力竞争者,巴斯夫在全球各个主要大洲都布局了研究中心、中试线项目及生产基地——中国上海、德国路德维希港、美国俄亥俄州伊利里亚市和比奇伍德市、密歇根州巴特尔克里市、日本小野田和北九州市,以及最近宣布的位于芬兰哈尔亚瓦尔塔的新生产基地。

巴斯夫上海创新园研发高性能电池材料

巴斯夫上海创新园研发高性能电池材料

2017年,巴斯夫成功实现在亚洲的产能提升,其小野田基地目前拥有全球领先的高镍正极活性材料产能。

2018年3月,巴斯夫与户田工业在北美成立了巴斯夫户田美国有限公司,该公司由巴斯夫控股,将在俄亥俄州伊利里亚市和密歇根州巴特尔克里市生产并销售高能量镍钴锰(NCM)和镍钴铝 ( NCA )材料 。这一合作令巴斯夫在北美能实现战略供应和创新正极材料的生产,满足全球关键客户的需求。

通过最新的欧洲投资,以及与俄罗斯诺里尔斯克镍业公司关于金属镍、钴供应的长期合作,巴斯夫将拥有独一无二的可靠稳定的金属原材料供应,实现对欧洲客户需求的快速响应。

与此同时,巴斯夫和中国石化日前宣布双方将共同探寻在中国发展创新电池材料的机会,这一强强联合也意味着双方对于中国市场的重视和信心。

目前,巴斯夫已经成为全球技术领先、产量领先的高能量密度正极材料供应商,产品已经被广泛应用于全球领先的汽车主机厂商生产平台。

“电动汽车势将成为未来交通不可或缺的一部分,”楼剑锋博士补充道, “从材料的研发到电动汽车成品的最终落地,这个周期中,整个产业链已经在朝着相关的目标努力。巴斯夫坚定地支持电动交通的快速发展,通过布局全球,稳固原材料的供应,我们将能为客户提供技术领先的产品、当地化的生产、稳定的供应和邻近的客户技术服务,和整个产业链一起,共同塑造电动交通的未来。”

以上内容转载自其他媒体或他人发布,目的在于传播更多信息,转载内容并不代表真锂研究的立场。


广告 (购买广告位)

meiduhaichuang

香河昆仑

2018-12-06
485 views