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鎳酸鋰正極進入中試 看莊信萬豐的鋰電版圖

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年06月30日  

在傳統行業積累了兩個世紀后,莊信萬豐開啟了其鋰電布局的步伐。


2014年,莊信萬豐從鋰電正極材料入手,先后收購了A123和Phostech的生產基地、Süd-Chemie鋰電業務部等全球領先單位,一躍成為擁有完整知識產權、優秀技術人才及先進試驗/生產中心的正極材料潛力股。到了2017年,莊信萬豐又斥巨資進軍高能量鎳基正極材料領域。


所謂不鳴則已,一鳴驚人大抵如此。


高工電動汽車了解到,莊信萬豐是一家擁有200年歷史的英國上市公司,在化學品、貴金屬尤其是鉑金領域有著極其深厚的技術積累和行業影響力,據悉,第一塊英國女王金幣就出自莊信萬豐。自2002年以來,莊信萬豐始終位列英國富時100指數,其所有業務均處于全球領先地位。


在汽車領域,莊信萬豐重要生產汽車尾氣三元催化劑,占據著全球30%的市場份額。隨著新能源汽車的發展,莊信萬豐意識到,電動汽車將成為汽車行業的主力軍,并在全球范圍內展開了以鋰電正極材料為核心的新能源動力業務布局。


事實上,回顧近年來鋰電正極材料的發展,從磷酸鐵鋰到三元;從111體系到532、622、811、甚至是TSLA使用的NCA體系,其實都是在追求更高檔次的能量密度。而當國內電池公司"奮戰"811三元體系的時候,莊信萬豐增強型鎳酸鋰正極材料(eLNO)已經進入了中試階段,比能量還在TSLA使用的NCA之上。


在自八月十五日開始的高工電動汽車走進主機廠全國巡回活動中,車企也紛紛表示:盡管這幾年動力鋰電池取得了長足的進步,從"能用"到"可用",滿足了基本的里程需求,但距期望值依然相去甚遠。因此,更高能量密度的高鎳三元體系,以及固態電池等下一代鋰電技術成為了他們關注的焦點。


莊信萬豐全球布局新能源動力業務


莊信萬豐認為,磷酸鐵鋰材料在啟停電池和客車物流車領域有著廣闊的市場空間;而在乘用車市場則是三元及增強型鎳酸鋰材料占據主導地位;至于高電壓尖晶石等比容量更高的活性材料,囿于技術條件,還無法大規模使用,但隨著技術突破,未來將會應用在乘用車領域。


莊信萬豐對材料的看法


基于以上認識,莊信萬豐對鋰電正極材料進行了一系列布局。


2014年七月,莊信萬豐以2600萬美元收購了A123在我國常州的LFP材料廠,該廠的八十多名員工并入莊信萬豐的電池技術部;次年三月,莊信萬豐又以7500萬美元從瑞士特種化學品公司克萊恩手中收購其能源存儲事業部,包括加拿大魁北克的生產廠(原Phostech)、德國Moosburg的研發和中試基地(原Süd-Chemie鋰電業務部)以及其擁有的客戶資源和所有相關專利。


高工電動汽車了解到,莊信萬豐的新能源動力總成業務已遍布全球30多個國家,在美國東/西海岸、英國史云頓/韓國首爾/我國上海/日本東京都設有銷售中心,其設計團隊集中在歐洲,擁有加拿大和我國常州兩大生產基地,年產量超過了5000MT,并還在快速擴產中。


目前,LFP是莊信萬豐最大的正極材料業務,并將繼續向功率型和能量型兩個細分領域挖掘LFP的價值。而莊信萬豐現階段主推的產品是一種高能量鎳基正極材料,內部也稱之為增強型鎳酸鋰(eLNO),其能量密度超過了當前所有的三元體系。


增強型鎳酸鋰和其他商業化高鎳材料的能量密度比較


基于在貴金屬領域長達兩個世紀的技術積累,莊信萬豐還開發了燃料動力鋰電池膜電極組件(MEA),為PEM汽車和其他應用供應催化部件;此外,莊信萬豐也在研發新一代鈦酸鋰負極材料,旨在進一步提升鈦酸鋰的能量密度和功率性能,并最大程度減少產氣帶來的膨脹。


莊信萬豐高能量鎳基正極材料:增強型鎳酸鋰(eLNO)


在進入鎳基材料領域之前,莊信萬豐進行了知識產權的全面布局。其中三元專利來自3M;高鎳專利來自CAM7;高電壓尖晶石專利則由內部研發。值得一提的是,莊信萬豐磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等其他材料業務也都得到了專利授權。


隨后,莊信萬豐積極和一流電芯公司和設備廠商展開戰略合作,超60位優秀研發科學家基于材料領域的先進技術,開發出了第一代高能量鎳基正極材料。相較于其他商業化的高鎳材料(NCA、811等三元體系),增強型鎳酸鋰在能量密度、循環壽命、安全性能、成本控制、功率及低溫功率等方面都有著顯著提升。


增強型鎳酸鋰和其他商業化高鎳材料的性能比較


值得一提的是,莊信萬豐一直致力于減少產品的鈷含量。在三元體系中,鈷是最為昂貴的稀有金屬,鈷價也常常被炒到令人乍舌的高度。莊信萬豐通過先進的材料設計,能最大限度的利用鈷材料帶來的穩定性和高功率,從而大大降低產品的鈷含量,不僅節約了材料成本,還能保證電池價格的穩定性。而電池供應鏈穩定問題,幾乎已成車企心頭之痛。


此外,增強型鎳酸鋰材料還減少了產氣、阻抗以及材料本身的吸水性,進一步降低電池制造成本的同時,也提升了電池綜合性能。


經過三年的試驗,莊信萬豐增強型鎳酸鋰在制造工藝上已趨于成熟,其安全、循環等性能指標也基本滿足了技術要求,將于明年正式量產,目前已經送樣給多家電池公司。


在研發出一流的高能量鎳基正極材料后,莊信萬豐又投入2億英鎊(約18億人民幣),計劃生產10000mt增強型鎳酸鋰,并預計在2021-2022財年時出現在電動汽車上。


責編:杉杉

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