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神秘的“干电极+超级电容”,究竟藏着哪些玄机?

作者:王文嫣 来源:上海证券报 发布时间:2020-02-26 浏览:
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25日,已调整了几个交易日的赣锋锂业、天齐锂业等锂电股再度强势上涨。截至收盘,赣锋锂业涨停,天齐锂业大涨9.34%,“锂业双子星”耀眼得犹如暗夜里的烟火。

原因很简单,它们与特斯拉之间千丝万缕的纠缠又有了新的进展。

特斯拉上海工厂此前在抖音上回复的一句“无钴,不代表一定是磷酸铁锂。”专业人士认为,特斯拉大概率将采用的是一种“干电极+超级电容”技术。进一步研究发现,钴可能不用或少用,而锂还是要继续使用的。

这种“干电极+超级电容”技术究竟是怎么回事?为什么还将继续使用锂?未来又会往什么方向发展?上证报记者就此咨询了动力电池、超级电容专业人士及资深的电新行业研究员。

为什么是干电极技术?

在特斯拉4月“电池日”正式揭晓自产新电池机密前,谁也不能百分百确认黑科技到底是什么,只能基于特斯拉官方已透露的信息和已掌握的资源,根据专业知识有方向地去推测。一位不愿具名的电池行业专家对上证报记者表示。

将钴含量降至最低,又要同时保证能量密度和安全性,这对现有的三元动力电池技术路线来说实在太难。

但特斯拉手上握着一张王牌——Maxwell。这家创立于1965年的公司以超级电容器巨头的身份而闻名,而特斯拉于2019年5月将这家公司收入麾下,收购价格约2.35亿美元,折合人民币为16.15亿。

资料显示,Maxwell也专注于研发干电池电极。在外界看来,这家公司手上掌握的“干电极+超级电容”技术将帮助特斯拉在电池技术上闯出一番新的天地。

这里,小编要给你科普一下传统锂电池的基本制造流程:

锂电池的正负极制造工艺,通常需要用到含有粘贴剂的溶剂,与导电剂混合成浆料,然后把浆料再涂布在铜箔或铝箔上,通过烘干把溶剂蒸发。电极制造的工艺中,涂布和烘干环节制造成本约占54%,溶剂的毒性较大,制造过程不环保。

而干电极技术都是以无溶剂的方式执行。通过干粉混合、粉末成膜,然后在薄膜基础上集成到铜箔或铝箔的集电极层上,不仅制造成本更低也更加环保。

此外,锂电池在充放电时,正极材料里有一些锂离子与负极和电解质发生化学反应形成SEI膜,SEI膜会随着电池长期的循环持续增长,不停消耗锂离子,会造成电池容量的损失与寿命的衰减。

为了解决这样的问题,产业里会采用负极补锂的工艺。但在现有锂电池中含有溶剂,负极补锂可能引起非常不安全的化学反应,因此并没有被大规模应用。

安信证券电新行业研究团队认为,Maxwell的干电极工艺因为没有溶剂,就能很好地解决负极补锂的工艺难题。而且公司在干电极补锂这一块布局了很多发明专利,预计特斯拉这一次自产的锂电池会规模化采用这样的工艺。

最关键的性能参数方面,干电极电池能量密度已做到300wh/kg,未来可能会突破500wh/kg,和现有的三元锂电池相比,优势非常明显。

根据Maxwell方面的数据,公司展望2022年干电极市场可达到数10亿美元的规模,未来两年将有一个爆发式的增长。

超级电容该怎么用?

随着外界对特斯拉新电池技术或采用“干电极+超级电容”的判断逐渐受到市场认可,2月24日,由万得编制的超级电容概念指数大涨7.26%。25日该概念指数继续飘红,截至收盘涨幅达到4.32%。

事实上,多年前超级电容概念就曾在A股市场刮起过一阵旋风,也曾强调将在新能源汽车等领域大有作为,始终是雷声大雨点小。那么现在特斯拉又将怎么用好超级电容呢?

“如果把锂电池比作耐力型选手,决定新能源车的续航里程,那么超级电容就是力量型选手,能够在汽车启动和加速环节,补偿峰值功率。”国内一名超级电容领域专家接受上证报记者采访时表示,作为一种介于传统电容与电池之间的新型储能装置,超级电容与锂电池在功能上形成互补关系。特斯拉很可能将超级电容作为车的加速器使用。

电池里还是要用锂

“值得注意的是,干电极是工艺上的创新,而不是材料的创新。”相关电池专家表示,特斯拉方面确实暗示了未来可能不用钴,但从没有放出抛弃高镍三元材料的风声。如果继续采用高镍低钴的三元材料体系,氢氧化锂还将继续受益。

兴业证券电新团队认为,预锂化技术增加负极侧锂金属的用量,对于优质锂的供应商企业更有利。同时,新型正极将对电解液溶质(新型锂盐)及添加剂的需求在量和结构上均有提升,电解液技术壁垒大幅提升。干电极技术有利于方形、软包电池,将加速推动相关企业抢占圆柱电池市场的份额。

干电极技术很容易让人联想到使用固体电极和固体电解质的固态电池。“干电极技术本身可以直接向固态电池过渡。”相关专家表示,固态电池还需要较长的周期才能投入应用,干电极则是目前更加可行的技术。

关键字:超级电容器

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