 “特斯拉正在成為新的蘋(píng)果。”這是4月1日特斯拉發(fā)布會(huì )之后海內外媒體的一致聲音。
此次發(fā)布的Model 3，其價(jià)格和性能都堪稱(chēng)誘人：起步價(jià)僅為3.5萬(wàn)美元，0到60英里(約96.6公里)加速僅需6秒，續航里程達到215英里(約346公里)，支持使用超級充電樁，具備與Model S以及Model X相同的充電效率。
盡管要等到2017年才能交付，但依然擋不住狂熱的粉絲排起長(cháng)隊預約，短短36個(gè)小時(shí)，特斯拉就收到25.3萬(wàn)輛的訂單，訂單總金額達106億美元。華爾街見(jiàn)聞發(fā)文稱(chēng)，特斯拉的Model 3可能成為汽車(chē)業(yè)的iPhone時(shí)刻。
Model 3的意義還不止于此，對于鋰電界而言，其更大的突破還在于其采用的動(dòng)力電池新材料。據美國Sanford C. Bernstein分析師Mark Newman在研報中介紹，Model 3的電池技術(shù)采用了硅碳負極，能量密度將達到300wh/kg。
“特斯拉采用的松下18650電池此次在傳統石墨負極材料中加入了10%的硅，其能量密度至少在550mAh/g以上，否則電池最終的能量密度無(wú)法達到300wh/kg。”湖州創(chuàng )亞總經(jīng)理胡博向高工鋰電網(wǎng)表示。
石墨的理論能量密度是372 mAh/g，而硅負極的理論能量密度超其10倍，高達4200mAh/g，通過(guò)在石墨材料加入硅來(lái)提升電池能量密度已是業(yè)界公認的方向之一，日韓等大電芯廠(chǎng)商都在做硅碳負極電池的商業(yè)化，包括比亞迪、力神、比克、萬(wàn)向等國內電池廠(chǎng)商也在跟蹤，但是至目前為止還沒(méi)有看到量產(chǎn)的產(chǎn)品。
這其中最主要的原因就是硅負極材料存在膨脹的問(wèn)題，在充電過(guò)程中，硅的膨脹和收縮很劇烈，會(huì )導致破裂，繼而迅速喪失充電容量，最終會(huì )導致電池報廢，從而影響其循環(huán)性能，據了解，不少采用硅碳材料做負極測試的電池循環(huán)只能達到70~100次。
胡博告訴高工鋰電網(wǎng)，目前業(yè)內硅碳負極的應用主要是兩種方式，一種是采用納米硅和現有的石墨材料進(jìn)行復合使用，另外一種采用氧化亞硅與石墨材料進(jìn)行復合。他推測，特斯拉電池此次應該是采用的后一種路線(xiàn)，因為氧化亞硅的膨脹控制上會(huì )好一些。
“硅碳負極的重點(diǎn)不是能把容量做多高，而是控制硅的膨脹，從而延長(cháng)電池的循環(huán)壽命。”興能新材總經(jīng)理范未峰認為，這是特斯拉硅碳負極電池產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)。他判斷，特斯拉的硅碳負極循環(huán)性能可能已經(jīng)超過(guò)500次甚至更多。
毫無(wú)疑問(wèn)的是，從產(chǎn)業(yè)化的角度特斯拉的電池已經(jīng)邁出了重要一步，而這也將會(huì )直接帶動(dòng)加速?lài)鴥蠕囯娦袠I(yè)在硅碳應用上的探索和突破。
“國內要實(shí)現2020年動(dòng)力電池能量密度達到300wh/kg的目標，采用傳統的石墨根本不可能實(shí)現，因此，采用硅碳材料是必然的出路。”據了解，大部分的國內負極材料企業(yè)都在做硅碳材料的技術(shù)儲備，主流的動(dòng)力電池企業(yè)也都在推動(dòng)硅碳負極動(dòng)力電池的測試和產(chǎn)業(yè)化。
能量密度提升的同時(shí)，成本的降低就變得顯而易見(jiàn)。Mark Newman稱(chēng)，Model 3的電池每千瓦時(shí)(即一度電)的成本僅為200美元(約合人民幣1.3元/wh)。
胡博表示，能量密度提升意味著(zhù)單位瓦時(shí)的成本會(huì )降低，動(dòng)力電池占到整車(chē)成本的額40%以上，因此其成本的下降對于整車(chē)成本的降低會(huì )有明顯的作用，而也這是Model 3價(jià)格可以實(shí)現平民化的關(guān)鍵因素。
此外，硅碳負極的應用對于電池的安全性也有一定的提升，相對與其它材料，硅的電位更高一些，因此減少過(guò)充過(guò)放析鋰的可能性。
對于硅碳負極電池在國內的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，胡博的看法是，相對與特斯拉等國際車(chē)企，目前國內對于能量密度的需求普遍還在200wh/kg以下，無(wú)論是政策層面還是企業(yè)層面，更多的還是從安全角度出發(fā)，因此導致動(dòng)力電池企業(yè)在能量密度的提升上還相對保守。
“動(dòng)力電池能量密度在250wh/kg以下，采用傳統石墨材料就完全可以滿(mǎn)足需求，而要大于250wh/kg，就要考慮NCA、硅碳等材料的應用了。”
高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)分析認為，特斯拉Model 3不僅僅是新的蘋(píng)果，還將會(huì )是一個(gè)攪局者，市場(chǎng)化加速的背景下，特斯拉這樣的攪局者必然將倒逼國內車(chē)企和動(dòng)力電池企業(yè)通過(guò)新材料新技術(shù)的應用在產(chǎn)品性能提升上和成本下降上加快突破。
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