电动车电池制造商未来主战场:体积更小,充电更快

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在电气化的竞赛中,汽车制造商一直专注于提高续航能力,以缓解消费者对充电基础设施的焦虑。但电池制造商已经在研究新世代体积更小、更持久、更便宜的电池,而且充电速度也更快。


现下汽车制造商正在追赶市场领先者特斯拉汽车(Tesla) ,寻求制造充一次电可以行驶300英里(482公里)或更长距离的汽车,但电池初创公司预计,随着公共的电动汽车充电桩变得无处不在,续航能力将不再重要。为了试图造出体积更小、充电速度极快的电池,初创公司正在试验硅碳、钨和铌等材料。


电池是电动车中最昂贵的零部件,因此快速充电加上广泛提供的充电桩,将使汽车制造商能够以更实惠的价格制造具有更小电池的汽车,并通过向更多的受众销售更多的车辆来提高利润。目前,充电设施的缺乏被视为阻碍电动汽车广泛普及的主要原因。


“较高端市场中的早期用户想要更大的电池组和更长的续航能力,因为他们负担得起,”Nyobolt公司的首席执行官Sai Shivareddy说。“要让对成本更敏感的主流群众接受,你需要更小的电池组…但要有与今天(化石燃料汽车)相同的体验,能在5分钟内充满。”Nyobolt公司是一家初创公司,正在为可以在几分钟内充满电的电池开发氧化铌负极材料。


中国在全球电动车电池生产中占主导地位,宁德时代等公司正在开发充一次电可以跑得更远的电池。


中国的汽车制造商已经推出了小型、低成本的电动车,如五菱宏光Mini–即使最近电池价格上涨,其售价仍在6,500美元左右。该车厂是上汽集团 、通用汽车和五菱汽车的合资企业。


剑桥的Nyobolt和Echion Technologies或华盛顿州伍丁维尔的Group14 Technologies等西方初创公司正在研究电极材料,以向市场推出超级快速充电电池。


根据初创企业数据平台PitchBook的数据,随着汽车制造商着眼于未来,电动车电池技术投资从2020年的15亿美元跃升至2021年的94亿美元,增长了五倍以上。


图:提供电动车居家充电服务的初创公司数量增长,欧洲已超过100家,美国超过50家



数据分析公司Pulse Labs副总裁Lincoln Merrihew表示,我们正处于电池开发的初期阶段。


随着电动车需求的飙升,小型化也可以缓解迫在眉睫的电池材料瓶颈,同时在中国主导的精炼和加工领域使用更少的钴和镍。


另一个好处是,汽车制造商可以在电动车中使用更少的有害材料,并在制造过程中排放更少的二氧化碳,从而赢得可持续性。


福特汽车首席执行官Jim Farley在6月的一次会议上表示,“重新设计车辆以尽量缩小电池的尺寸,由于这非常昂贵,这将是一个重大改变。”他补充说,福特希望在2026年开始的下一代电动汽车中使用“尽可能小的电池,以达到有竞争力的续航能力”。


其他汽车制造商正在从现有的电池中挤出更多的效能,正如奔驰所做的那样,其EQXX原型车的续航能力为1,000公里(621英里)。


**更经济的电动车**


今天的快速充电受限于电动车电池快速吸收电力的能力。快速充电会缩短电池的寿命或使其过热,因此大多数电动车都限制充电速度以保护电池。


在Nyobolt的总部,首席执行官Shivareddy在大约三分钟内为四个电池充电,并将它们插入机器人吸尘器,在他讲话时,机器人吸尘器正忙着清洁他身后的地板。


铌是一种稳定的金属,通常用于强化钢铁,世界上最大的铌矿藏在巴西和加拿大。像Nyobolt和Echion这样的初创公司表示,铌可以处理超快的充电,同时比今天的电池寿命长很多年。


Nyobolt专注于高性能的赛车电动车,Shivareddy说,在汽车制造商准备将其电池用于大众市场车型之前,还需要多年的验证。


离Nyobolt几英里外,Echion的铌阳极最初是用于商业电动车,如连续作业并需要快速充电的采矿车辆。


首席执行官Jean de La Verpilliere说,Echion的目标是在2025年前为乘用电动车准备好电池。


他说:“更小的电池意味着更便宜的价格,因此有更多的人可以买得起电动汽车。”


巴西矿业公司CBMM在铌生产中占主导地位,并对Echion和其他初创公司进行投资,还与其他一些企业一起测试铌,包括电池材料业者Nano One 、东芝和大众汽车卡车运输部门Traton的巴西子公司Volkswagen Caminhoes e Onibus。


CBMM电池项目负责人Rogerio Marques Ribas说,尽管铌的能量密度可能比一些现有电池低了达20%,但“我们可以带来也许三到十倍的寿命和更多的安全性,同时在几分钟内完成充电。”


“原材料将是电池的一个瓶颈,”Ribas补充说。“在不久的将来,人们会问,为什么要有一个大电池组?”


**‘要多大续航力由市场决定’**


铌并非初创企业正在探索的唯一材料。


Group14 Technologies制造的硅碳阳极材料,能使锂离子电池多容纳50%的电量。该公司5月向投资者筹募了4亿美元资金。


奔驰支持的电池制造商StoreDot在测试Group14的材料时,10分钟内可完成80%的充电。Group14首席执行官Rick Luebbe说,其阳极材料可让电动车在5分钟内快速完成充电。


“如果我能在5分钟或10分钟内将电池组充满…那么续航力是150英里还是300英里都不是那么重要了。”Luebbe说。


位于密西根州的初创公司Our Next Energy (ONE)已开发其Gemini“双化学”电池,该电池具有标准的磷酸铁锂(LFP)电池和第二个使用更先进、更昂贵化学成分的“增程”电池,可提供低、中、高的续航选项。


“适当的续航水平最终将由市场决定。”首席执行官Mujeeb Ijaz说。


根据行业数据,美国汽车平均每天行驶不到30英里。在欧洲,平均更不到15英里。


英国电池业者BritishvoltI的首席战略官Isobel Sheldon称,随着电动车车主意识到他们付出的钱超过了需求,市场将要求减少续航能力。


“随着市场成熟,人们会开始问道,我为什么要花几千块钱…去买一个我永远用不到的电池。”她说。“大多数要用车的时候都只是开去商店、去见朋友,或把孩子送到学校,而不是要开到摩纳哥去。”


文章来源:路透财经早报(微信公众号)