
1.苹果与宁德时代合作开发动力电池
近日有消息称,苹果与宁德时代新能源科技股份有限公司正在进行基于保密协议的动力电池合作项目,双方都拒绝对外公布任何具体消息。
近年来,宁德时代在车用电池领域快速发展,与松下、比亚迪成为全球车用电池产销量前三。不同于比亚迪动力电池自给自足的垂直封闭模式,至今未涉足新能源汽车制造的宁德时代是多家车企的动力电池供应商,除了与宝马紧密合作外,还为上汽、北汽、长安、吉利等国内多家主流车企供应动力电池。
一个月前,苹果公司CEO库克向媒体透露,公司正专注于自动驾驶系统,但他并没有在产品层面上谈论苹果的汽车项目。近年来,苹果的造车之路一波三折。2013年,苹果宣布进军汽车领域,推出iOS in the Car计划,并于2014年初将其更名为CarPlay车载系统。随后,奔驰、法拉利、宝马、通用、福特、本田等众多汽车厂商纷纷展示各种车型与CarPlay的整合界面。2015年,苹果将自己的造车项目命名为“泰坦”(Titan)计划,并宣布将更新CarPlay智能车载系统。正当业界对苹果推出颠覆性新能源汽车产品翘首以待时,苹果却于2016年10月宣布放弃自己造车,转向与传统汽车公司合作。苹果此番与宁德时代在动力电池上合作,引发业内对苹果将继续造车的猜想。
2. 新型柔性电池 充放电倍率高达120C
近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其研究团队成功研发出一种一体化结构设计的柔性超快充放电池,这种新型结构设计显著提升了电池的快充快放特性,同时保持了高的能量密度和循环性能。
能量密度和充放电倍率性能是锂离子电池的两大关键性能指标,如何在保持高能量密度的同时有效提高倍率性能,是当今锂离子电池技术所面临的一大挑战。
此外,无人机、电动工具、电动汽车、智能医疗设备、机器人等产业的高速增长,对具有快充快放特性的储能器件的需求日益迫切。
基于上述考虑,唐永炳研究员及其团队成员蒋春磊、方月等人提出了一种新型的一体化柔性电池结构设计理念,并成功研发出具有超快充放电性能的一体化柔性双离子电池。
团队成员将正/负极活性材料和集流体构筑于具有多孔结构的隔膜上,实现了电池正/负极活性材料、正/负极集流体及隔膜一体化的柔性结构设计。
这种新型的一体化电池结构设计简化了传统锂离子电池的制造工序,并大幅提升了电池的快充快放能力。
一体化设计的3D负极材料提高了活性材料与电解液的接触面积,有效降低了电子和离子的传输阻抗;同时,活性材料和集流体的一体化界面结合又进一步提升了电子在界面处的传输效率,两者协同作用下电池的倍率性能获得了大幅度提升。
研究结果表明,该新型电池具有120C(充放电时间约为30秒)的超高倍率性能,电池在获得22634W/kg超高功率密度的同时,依然可以保持232Wh/kg的高能量密度。
该研究成果有望应用于柔性可穿戴电子器件、无人机、机器人等领域,其一体化柔性结构设计思路对提升其他储能器件的快充快放性能也具有指导意义。
3.“石墨烯+”电池让电动汽车续航翻两倍
一直以来,电池续航是阻碍电动汽车发展的一大难关。而在浙江宁波,这一“续航魔咒”正被打破,新的研究技术有望解决电动汽车的“里程焦虑”。
记者从中科院宁波材料所获悉,近日该所研究团队利用石墨烯研制出千瓦级铝空气电池,其能量密度是当前商业化锂离子动力电池的4倍以上,1公斤铝就能让电动汽车跑60公里,让电动汽车续航翻两倍,在电动汽车增程器方面具有诱人的市场前景。
据悉,该电池系统能量密度高达510Wh/kg、容量20kWh、输出功率1000W。通过实际演示显示,而该系统可同时为一台电视机、一台电脑、一台电风扇以及10个60W照明灯泡供电,初步验证了该铝空气电池系统的发电供电能力。
浙江省石墨烯应用研究重点实验室主任刘兆平介绍,如果将该电池用于新能源汽车上,可使车身轻盈,大大提高续航里程;如果用于手机充电宝上,则可大大提高输出电量。此外,传统通讯基站酸铅蓄电池3—4年更换一次,而宁波材料所研发的铝空气电池储存时间约15年,电池寿命要长得多。
“正是拥有能量密度高、价格低廉、资源丰富、绿色无污染、放电寿命长等优势,铝空气电池在通讯基站备用电源与电动汽车增程器应用方面具有诱人的市场前景。”刘兆平说。
近年来,全球范围的金属空气电池研究一直没有停下脚步,但其产业发展仍面临诸多技术瓶颈,比如,电极功率密度有待提升、难以满足高功率输出与阳极利用率不高等。
而石墨烯这一“工业魔术”则让该项研究有了新的突破。中科院宁波材料所动力锂电池工程实验室高级工程师薛业建告诉记者,他们采用石墨烯复合锰基氧化物催化剂以及新型石墨烯基高效空气阴极将单体电池功率密度了提高25%,大幅度提升了金属空气电池综合性能。
据悉,研究团队正在积极设计开发用于通讯基站备用电源和电动汽车增程器的5kW级大功率铝空气电池系统。此外,宁波材料所已投入300万元购置的非标准生产线——中试实验线,预计8月底建成。这条生产线可年产金属空气电池阴极3.5万片,“超能电池”未来可批量生产上市。
4. 锂电池各领域都大涨 这次轮到隔膜了
权重调整,新能源产业链大涨,石墨烯、锂电池集体暴动,新能源产业链作为高景气度行业,最近一个月迎来长牛走势。中上游的锂矿、石墨电极、电解液持续炒作势头短期根本停不下来。
隔膜的作用就是把电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路。是锂电池极其关键的组件,技术壁垒高,影响锂电池的容量、循环以及安全性能等特性。隔膜占锂电池成本约为25%,是重要一环。
隔膜成为锂电池下一个爆发点主要有以下几个原因:
需求端:新能源汽车产业链对锂电池需求量持续高速增长,带来了整个锂电池产业链的高度景气,特别是作为整个产业技术核心环节的锂电材料领域。
2016年锂电池四大核心材料:正极、负极、隔膜和电解液的行业产值增速均超过50%。其中隔膜产值增速最高超过100%,2016年到2020年隔膜需求量从20%有望增速到60%,2020年隔膜需求量有望超过30亿平方米!
技术端:锂电池隔膜被分为干法和湿法两种,技术壁垒较高之前一直被国外垄断,现在受新能源汽车政策鼓舞,国内隔膜行业技术不断进步。隔膜国产化率已达86%以上,干法隔膜早已完全实现了国产化;国产湿法隔膜的出货量也大增。技术进步推动国内出现一批明星隔膜企业,虹吸效应,会有越来越多技术企业加入隔膜生产大军。
消息端:苹果与CATL(宁德时代新能源)正在进行一项基于保密协议的新能源汽车动力电池项目合作。对于电池材料是极大利好!
5. 锂电企业安全生产团体标准年内有望出台
“我国锂离子电池行业首部指导企业安全生产的行业规范或将于今年年内发布”,这是记者在7月19日于南京召开的“《锂离子电池企业安全生产规范》协会标准工作组第三次讨论会”上了解到的消息。
会议由中国化学与物理电源行业协会和动力电池应用分会共同组织,29位来自国内锂离子电池领域知名企业和研究机构的锂电技术专家及企业代表参加了本次会议,并就《锂离子电池企业安全生产规范》团体标准进行了深入讨论。
据悉,本次会议结束后,将形成《锂离子电池企业安全生产规范》团体标准征求意见稿,并面向社会广泛征求意见,正式版团体标准力争于今年年内发布。这一团体标准有望成为我国锂离子电池行业第一部指导企业安全生产的行业规范,也将成为政府有关部门对锂离子电池生产企业实施安全生产检查的重要依据。
记者了解到,该标准由总则、规范性引用文件、术语、基本要求、建筑安全设计规范、生产过程安全规范、电池测试、附录(常见火灾处置预案)等八部分组成,适用于锂离子电池工厂新建、改建、扩建的设计及生产过程,宜用于锂离子电池行业安全评价、消防验收、职业卫生评价等活动。
锂离子电池在生产过程中存在诸多重大安全隐患,如化成、老化、注液工序火灾或者气体爆炸风险,金属粉尘爆炸风险,阴极涂布电加热的气体燃烧爆炸风险等。《锂离子电池企业安全生产规范》团体标准对仓库、工艺车间的火灾进行科学分类,引入了丁、戊类,极大地增加了厂房布局灵活性,减少防火分区隔墙的投资。
如二级耐火的多层厂房定为丙类,防火分区面积为4000平方米;而丁类、戊类的多层厂房的防火分区面积不限。对电解液存储、注液车间、化成车间、老化车间等采取安全措施降低风险的,从甲类降低为丙类。
该标准一旦发布实施后,将会有效减少锂离子电池生产企业在厂房建设中不必要的投资,也为各地锂电安全专项检查提供借鉴,避免严苛、无效管控对企业造成的生存危机。
据了解,《锂离子电池企业安全生产规范》协会标准工作组成员单位包括天津力神电池股份有限公司、比亚迪股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、深圳市比克动力电池有限公司、中航锂电(洛阳)有限公司、欣旺达电子股份有限公司、江苏海四达电源股份有限公司、苏州宇量电池有限公司、曙鹏科技(深圳)有限公司、惠州市豪鹏科技有限公司、微宏动力系统(湖州)有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、天津市捷威动力工业有限公司、东莞塔菲尔新能源科技有限公司、多氟多化工股份有限公司、骆驼集团股份有限公司、广州邦禾检测技术有限公司、东莞市迈科新能源有限公司、北京国能电池有限公司、深圳沃特玛电池有限公司、浙江南都动力电池有限公司、广州鹏辉能源科技股份有限公司、上海德朗能动力电池有限公司、北京大学深圳研究生院新材料学院等。
6. 中科大设计出首个光解水制氢储氢一体化体系
7月17日,记者从中科大获悉,该校科研人员设计出首个光解水制氢储氢一体化体系。这为实现太阳能裂解水转换为氢能创造了可能,并进而有助于氢能的大规模应用。
氢能可用于家庭用电、交通运输、发电甚至是卫星发射燃料等,具有燃烧热值高、可持续利用等优点。目前,氢能的优势已获普遍认同,但是在制氢储能技术上还有待完善。
中科大罗毅、江俊教授等合作,设计出首个光解水制氢储氢一体化的材料体系,这项成果最近发表在《自然通讯》杂志上。
光解水制氢是利用太阳光把水分解为氢气和氧气。氢气是一种清洁能源,燃烧后生成水,达到环保可再生可持续发展的目标。然而,长期以来,光解水制氢技术的发展停滞不前,主要原因是光解水制氢过程中逆反应严重,氢气难以分离和收集、难以安全存储、存储成本高等。
为了解决这一难题,江俊等设计一种三明治结构,将碳氮材料夹在两层石墨烯中,由于氢气不能穿透石墨烯材料,光解水产生的氢气分子被安全地保留在三明治复合体系内。同时,氧原子、氧气、羟基等物质也无法进入复合体系,从而抑制了氧与氢重新变为水的逆反应发生,实现了高储氢率下的安全储氢。
江俊介绍说,这一复合材料体系以较低的成本,巧妙地解决了当前光解水制氢过程中的难题,实现了氢气的有效提纯。
7. 比亚迪扩大在美发展规模
美媒称,当美国总统特朗普7月17日宣布推出“美国制造周”时,他可能没有想到会收到一份意外之喜:中国电动汽车制造商比亚迪要扩大美国生产厂的规模。
据美国媒体报道,这家获得股神巴菲特支持的公司已经将目光投向了美国市场。比亚迪高级副总裁、美国分公司总裁李柯18日在接受CNBC《财经论谈》(SquawkBox)节目采访时表示,该公司在美国加州的兰开斯特工厂的三期扩建工程将于今年9月完全竣工。
比亚迪兰开斯特工厂约有员工700名,每年可生产1500辆电动重型汽车,比如市政公交车。
李柯介绍说,比亚迪还在开拓新的产品线,比如电动清扫车和电动叉车。
报道称,比亚迪给更加知名的竞争对手特斯拉上了一课:特斯拉2016年售出约7.6万辆汽车,而比亚迪电动汽车的销售额超过10万辆。
李柯表示,比亚迪的美国客户并不仅限于关注绿色环保的加州,丹佛市也是它最大的客户之一。她说:“我们的客户范围正在向更多领域扩展,从公共交通巴士到私家车都有涉及。”李柯还提到,比亚迪已经接到了脸书、斯坦福大学和加州大学旧金山分校的订单。
此外,拉丁美洲也是一个重点发展中的市场,比亚迪制造的巴士在那里很有市场。
李柯对CNBC说,尽管比亚迪最初在美国市场受到了客户的质疑,担心中国公司无法在美国长久发展。
“现在情况好多了,”她补充说。比亚迪是世界上最大的电池生产商之一,并能提供12年保修服务,在作出这些解释后,客户们的态度发生了转变。
“我们不断地证明我们的技术。”她提到,人们最初对电动汽车的续航能力和性能感到担忧,但现在我们的技术已经成熟了,并得到客户们的接受。李柯说:“现在,越来越多的人把比亚迪视为一家全球化公司。”
8. 动力电池或将是石墨烯规模化应用的契机
近年来,随着新能源汽车和移动通讯设备的发展,利用石墨烯改进、提升动力、储能电池材料的性能,正成为业内关注的焦点。有机构预计,10年内的石墨烯应用市场规模可达到万亿元以上。
■ 当前还没所谓的“石墨烯电池”
“石墨烯材料与传统电池材料混合,能够显著提升电池充放电、循环寿命等,成为动力电池企业在新一轮市场竞争中的制胜关键。不可否认,石墨烯应用工艺创新研发一直是制约我国电池相关行业实现产业升级的难题。石墨烯若能真正有效提升动力电池容量、实现快速充电,将直击动力电池大规模推广的痛点,而且对铅酸电池行业的产业升级具有重要意义。从这个层面来看,动力电池或将是石墨烯规模化应用的契机。”中国国际石墨烯产业资源联盟副秘书长赵猛在接受中国经济时报记者采访时表示。
据了解,石墨烯在电池领域的应用形式主要有三种:一是直接作为正/负极材料;二是作为导电添加剂,添加到正/负极电极材料中,或对电极材料进行复合改性处理,提高电极导电性和充放电倍率;三是作为集流体或集流体涂层,用于提高电池功率特性。
赵猛认为,当前,石墨烯在锂离子电池上的应用主要采取后两种方式。因为石墨烯直接作为负极材料时,其表面特性容易受外界影响,稳定性极差,存在首次效率低下等问题,难以满足锂离子电池性能需求。锂离子电池作为新能源汽车战略新兴产业的重要组成部分,是投资者争相关注的热点。石墨烯加入到锂电动力电池内,能将电芯内阻减小至最小,有效地解决了阻碍锂电池产品快速充电的技术瓶颈,同时大大延长了电池使用寿命。从性能来看,石墨烯锂电池充电一次,耗时不超过10分钟;单位质量的锂电池容量,从目前的约0.1千瓦时/千克,提高到了1-15千瓦时/千克,电池重量也可降低90%以上。
“但是准确地讲,当前并没有所谓的‘石墨烯电池’。”赵猛强调。
■ 石墨烯在汽车领域应用广泛
“石墨烯在汽车领域的应用涉及到轮胎、LED灯、玻璃、润滑油、石墨烯车身等。在汽车的每个细分产业,石墨烯都蕴藏着巨大的市场与商机。在汽车领域,石墨烯可以说是应用广泛、可以大显身手。”赵猛表示。
据悉,在汽车轮胎领域,石墨烯导静电轮胎能有效导出汽车静电,避免汽车火灾和爆燃。另外,加入石墨烯材料的轮胎的寿命是普通轮胎的两倍,并且可以提升轮胎的耐磨、抗刺扎、降低肩空等性能。在汽车润滑油领域,作为新型润滑添加材料,石墨烯具有优秀的机械性能,可在摩擦副表面吸附一层石墨烯保护膜,提供高效的防磨、抗磨性能。
“石墨烯在动力电池上的应用,要以市场需求为牵引,聚焦、破解关键技术和突出问题;聚集产、学、研、用等创新要素,搭建更宽广的全产业链发展和创新平台;并积极与新能源整车企业开展合作。在电动物流车、运输车、出租车及其他专用车的电池配套产品开发、市场开拓、资本合作等方面,实现强强联合,将助推石墨烯材料在新能源领域的应用。”赵猛强调。
9. 工信部拟发布新增车辆生产企业名单
2017年7月17日,工信部将《道路机动车辆生产企业及产品公告》(第298批)拟发布的新增车辆生产企业及已准入企业变更信息情况予以公示,御捷继与长城汽车合作后,又将获新能源轿车生产资质。