亚星游戏官网222动力电池材料比拼：比亚迪锰vs特斯拉石墨烯 - 全文汽车产业三基工程会议上，比亚迪股份有限公司总裁王传福接受了媒体专访，他认为，比亚迪秦这款车市场预期远远超出了他们的预估，给产能带来很大压力；在新的电池技术上，比亚迪一直在进行新电池、新材料的研发。

　　在新能源车的产能上比亚迪是如何安排的，能不能适应市场的需要？比亚迪现在使用的是磷酸铁锂技术路线，下一步技术路线如何选择？

　　王传福回答说，比亚迪现在正在遇到产能的瓶颈，因为对市场的预估有些小心谨慎，没有判断出比亚迪秦这款车市场如此的火爆，所以，现在的产能远远跟不上供应。

　　现在比亚迪秦已销售了6000余辆，现在每个月的产能是1000辆，但每个月的订单数量在3000至4000辆左右，超出了产能的3至4倍，这就出现了比亚迪秦市场供应的严重短缺。这也说明新能源车的市场拐点已经到来了。现在比亚迪也在积极布局，应对这样的市场状况，至少在明年早些时候能够解决市场供应的问题。

　　说到电池材料技术路线问题，比亚迪现在是磷酸铁锂的方向，未来也会研究的技术。我们现在研究的就是在磷酸铁锂路线下的改进型，叫磷酸铁锰锂，就是在材料里面添加锰元素。这种电池的能量密度已经达到了三元材料的密度。另外，我们考虑电池的技术路线，也是从材料的矿物质多少出发的。三元材料中的钴是相对稀有的金属，地球上储藏量有限，这就造成有这个元素的电池价格会下不来。而我们选择的磷酸铁锰锂，这些元素在地球上很富有，不会存在枯竭的那一天，所以，我们从经济性上来考虑，就选择了这个路线。当然，随着电池技术的不断发展，我们也有可能选择技术路线。

　　特斯拉CEO马斯克在接受英国汽车杂志采访时表示，目前正在研究高性能电池，特斯拉汽车很快将能行驶805公里，相比目前增长近70%。特斯拉对电池技术的革新，将引发市场对提升锂电池能量密度材料的关注。石墨烯具有高导电性和良好的柔韧性，是柔性储能器件的理想候选材料之一。

　　柔性屏、锂电池、超级电容是石墨烯短期最具吸引力的三个应用领域。（1）柔性屏将给消费电子领域带来性变化，手机与平板电脑实现完美统一；（2）石墨烯可用于锂电池的负极复合材料和导电添加剂，锂电池比容量可以从370mAh/g提升到540mAh/g，同时大幅提升电池充放电速度；（3）超级电容器的正负极换成石墨烯后（原为石墨），可大幅提高其比电容密度和额定电压，同时降低电容器的等效电阻。

　　对于锂电池而言，电极材料是决定其能量密度的关键因素。目前锂电池负极材料的主要种类有天然石墨（59%），人造石墨（30%），中间相炭微球（8%）及其他类型（3%），石墨类负极材料仍然占据主流地位。由于现有技术限制，当前主流负极材料（如人造石墨、中间相碳微球等）并不能大幅提高锂电池能量密度，负极材料市场急需高效的新型材料。

　　公开资料显示，近年来石墨烯等新型负极材料的研发与应用，开始受到业内的关注。石墨烯是一种新型材料，是已知材料中最薄的一种。由于它的电阻率低，电子迁移的速度极快，表面积大和电性能良好，被科学家认为是锂离子电池的理想电极材料。

　　研究证明，将石墨烯应用于锂离子电池负极材料中，可以大幅度提高负极材料的电容量和大倍率充放电性能。石墨烯可阻止复合材料中纳米粒子的团聚，缓解充放电过程中的体积效应，延长材料的循环寿命。粒子在石墨烯表面的附着，可减少材料形成SEI膜过程中与电解质反应的能量损失。

　　近年来，国内高校和研究机构进行了石墨烯材料的研究工作，企业也开始推进石墨烯负极材料的产业化进程。2011年11月，常州第六元素材料科技股份有限公司成立，将生产用于锂电池负极材料的石墨烯。2012年4月，大连丽昌新材料有限公司建成了全自动石墨烯负极材料生产线吨。机构预计，随着石墨烯技术的突飞猛进，石墨烯的特性将提升锂电池的能量密度，进而解决电动汽车的续航里程问题。

　　特斯拉电池技术总监Kurt Kelty给出的理由是：能量密度更大且稳定性、一致性更好；可以有效降低电池系统的成本；尺寸小但可控性和安全性都不断提高。

　　在特斯拉从首款车型Roadster向目前最风靡的Model S“转型”的4年时间里，电池组成本已经下降了约44%，并且会继续下降。

　　现在，MODEL S续航里程能够达到486公里，电池容量达到85kWh（1kwh=1度），采用8142个3.4AH（AH，安时数，是反映电池容量大小的指标之一）的松下18650型电池亚星游戏官网333。工程师们将这些电池以砖、片形式逐一平均分配，最终组成一整个电池包，放置于车身底板。

　　就在7日，特斯拉发布今年第一季度财报，首席执行官马斯克说，特斯拉与松下达成协议，将建造一座耗资约50亿美元的超级锂离子电池厂。

　　是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池，锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。目前三元材料的电芯代替了之前广泛使用的钴酸锂电芯，在笔记本电池领域广泛被使用。

　　这个流传甚广的段子不仅调侃了当下人们对电子产品严重的依赖性，更有意思的是，它还折射了一种科技界的流行症——对电池容量小、充电次数频繁的焦虑。

　　“旋风”突袭之前，有关电池以及充电问题的讨论被不断放大，篇幅远远超过特斯拉汽车的其他性能。但很快，当特斯拉最知名车型MODEL S采用三元锂电池（即以镍钴铝三元材料为正极材料的锂电池）的消息传出，整个电池业豁然开朗。

　　大而化小。这款应用于电动汽车的技术，适时缓解了从智能手机到可穿戴设备，甚至充电宝等小型电子产品的“充电焦虑症”。锂电池，也正式迎来三元材料时代。

　　这种在当代被广泛应用的产品，据考证灵感最早来源于生。他曾使金属锂和二氧化锰发生作用，产生放电反应。

　　经过这么多年的技术发展和改进，今天，一颗合格锂电池的基本组成包括外壳、正极材料、负极材料亚星游戏官网333、隔膜、电解液等。其中，正极材料对于锂电池的能量密度、安全性、循环寿命等起着决定性作用，占锂电池成本的40%，其技术发展也变得尤为关键。

　　目前，主流的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及镍钴锰酸锂三元材料等。就能量密度、成本、安全性、热稳定性和循环寿命来看，上述主流正极材料的表现各有千秋，这也导致动力锂电池正极材料技术路线出现分化。

　　不过，金属钴一方面价格高昂，一方面存在毒性，无论技术领先的日韩企业还是国产电池厂商近年来都致力于电池“少钴化”。

　　在这种趋势下，以镍盐、钴盐、锰盐为原料制备而成的镍钴锰酸锂三元材料渐渐受到推崇。从化学性质角度出发，三元材料属于过度金属氧化物，电池的能量密度较高。

　　尽管在三元材料中，钴的作用仍不可缺少，但质量分数通常控制在20%左右，成本显著下降。而且同时兼具钴酸锂和镍酸锂的优点。

　　随着近年来国内外厂商不断加码生产，以三元材料为正极材料的锂电池取代商用钴酸锂的趋势已十分明显。

　　直到特斯拉宣布在其风靡全球的高端跑车MODEL S车型上采用三元材料作为电池正极材料，这一技术才渐渐被广泛认可。如今俨然已是未来动力电池的发展方向。

　　公开资料显示，特斯拉MODEL S续航里程能够达到486公里，电池容量达到85kWh，采用了8142个3.4AH的松下18650型电池。工程师将这些电池以砖、片的形式逐一平均分配最终组成一整个电池包，电池包位于车身底板。

　　任何事物都有两面性。尽管镍钴铝能量密度高，但由于镍钴铝的高温结构不稳定，导致高温安全性差，且pH 值过高易使单体胀气，进而引发危险。

　　最终，特斯拉通过有效的电力管理系统解决了三元锂电池的安全性问题，并使单位成本却远低于其他电动车型，大约为416美元/kWh。

　　特斯拉今年2月宣布，为适应量产电动车的需求，将建造一座耗资约50亿美元的超级锂离子电池厂，预计将满足特斯拉年产50万辆电动车的需求，电池组每千瓦时的成本将降低逾30％。

　　特斯拉7日发布今年第一季度财报，首席执行官马斯克表示，特斯拉与松下就共建超级电池厂签署了意向书，双方已组建电池生产的研发团队。

　　松下目前是特斯拉的主要电池供货商。根据双方2011年签署的协议，松下在4年内为特斯拉提供6．4亿块汽车级锂离子电池。这一供货量后来又增加到18亿块。

　　关于电池厂的最终选址，特斯拉尚未敲定，备选地包括亚利桑那、内华达、新墨西哥、得克萨斯以及加利福尼亚等5个州。马斯克表示，为最大限度减少延期风险，特斯拉将在至少两个地点建电池厂。

　　特斯拉在最新财报中说，全球市场对Models全电动汽车的需求增长较快，公司今年将交付3．5万辆。目前特斯拉的生产能力是每周近700辆，今年年底有望增至每周1000辆。

　　松下曾在2010年向特斯拉投资3000万美元，成为其股东之一。并且于2011年达成战略协议，将负责特斯拉今后5年全部车辆的电池供应。

　　电池行业人士告诉记者，鉴于特斯拉和松下在三元材料电池方面的合作，再加上特斯拉建设超级电池厂这一大手笔。未来，三元材料电池将进入一个全新的发展高峰。

　　值得注意的是，除了特斯拉MODEL S，有消息称雪佛兰Volt 沃蓝达汽车采用的是LG化学提供的三元正极材料电池。电池保质期达到8年，行程可达16万公里左右。2011年，雪佛兰Volt 沃蓝达从位于上海金桥的通用汽车中国总部出发，途经多种路况，完成了约248公里省道的不间断行驶，也在一定程度上证明了这种电池高效的性能。

　　“虽然国内电动车厂商（比如比亚迪）主流观点仍是坚持采用磷酸铁锂（材料制造商如天津斯特兰科技）电池，但也有部分电池厂商明显踏上了追随日韩企业的步伐，把重点对准了三元材料。”有研究人士说。

　　可以预见，未来随着电动汽车的普及，三元材料的需求量必将进一步上升。而且，三元材料还将在复合电池材料中占据一席之地，以更好地平衡成本和性能。

　　从全球范围来看，各方对三元材料的研发生产都在不断推进。在这个过程中，材料性能大幅提升，应用领域也一再拓展。

　　2009年8月，美国总统奥巴马宣布用24亿美元支持企业发展“下一代”电池和电动车计划，三元材料电池生产企业被纳入补贴范围。

　　2012年2月，我国工信部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中，提出到2015年将新增正极材料产能4.5万吨/年，将组织开发包含高效率、大容量、长寿命、安全性能能的镍钴锰三元系电池正极材料。

　　不过截至目前，高端三元材料生产技术主要集中在日韩企业中。一些知名电池厂商从2010年就开始全面使用三元材料。

　　有资料称，日本的三元材料电池性能甚至已接近于钴酸锂电池。能得到特斯拉的青睐，也证明了日本厂商提供的三元材料具备高品质。

　　从供应角度来看，日亚化学、韩国L&F、比利时UMICORE这三家公司是全球锂电池正极材料主要供应商，2012年上述3家企业市场份额合计为36%。

　　国内三元材料生产从2005年左右起步，截至目前也已出现了10家左右规模企业，其中不乏上市公司。

　　不少企业长期与日韩电池企业保持上下游合作关系，也有企业获得美国3M公司授权代工，总体而言，这些企业在三元材料技术制造和应用领域方面仍面临较大的局限，几乎没有产品面向动力电池领域，难与日韩企业正面对抗。

　　最近一则新闻显示，中国企业终于也开始涉足动力电池领域。再生资源龙头企业格林美近日公告称，该公司控股子公司江苏凯力克钴业股份有限公司以现金5298.2万元收购清美化学株式会社、长濑产业株式会社、上海信铭国际贸易有限公司合计持有的清美通达锂能59%的股权。

　　而清美通达锂能研发的重点方向就包括三元正极材料。而公司高管不久前曾透露，镍钴锰三元电池材料项目已在进行中，并且看好三元材料在新能源汽车领域的应用。

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