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特斯拉汽车■特斯拉新电池深度解析：三大猜想及对钴锂的影响( 七 )


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? 锂粉补锂(SLMP)是目前唯一一种可以工业化的预锂化方法 ， 其约 97%金属锂 ，预锂化后 ， 预计负极的首次不可逆容量减少了 20%-40% ， 单质锂的需求将提 升 8%-12%左右 。 目前 ， 常见的预锂化方式是负极补锂 ， 如锂箔补锂、锂粉补 锂（SLMP）等 ， 都是目前重点发展的预锂化工艺 。 由于锂活性比较大 ， 也容 易有氧化的问题 ， 所以说现在日本的 FMC 开发了稳定化的锂粉补锂 ， 稳定化 锂粉补锂也是目前唯一一种可以工业化的预锂化方法,它是由约 97%金属锂 和 3%的碳酸锂组成的核壳结构 。 将 SLMP 应用于负极预锂化 ， 主要有两种途 径:在合浆过程中添加 ， 或直接添加到负极片表面 。 若在做负极的时候直接将 锂粉末和负极的活性材料混合起来 ， 但是这种稳定化的锂粉末表面也包裹一 层惰性物质 ， 可以耐受一定时间内的氧化 ， 和保证它的安全 ， 此种背景下不 能有水 ， 但原来负极是用水来做溶剂的 ， 干法电极是不用溶剂的 ， 所以如果 采用稳定化的锂粉末技术来预锂化 ， 和干法电极的原理上是比较契合的 。 预 计预锂化后 ， 负极的首次不可逆容量减少了 20%-40% ， 也导致整体对于单质 锂的需求将提升 8%-12%左右 。
? 预锂化有望成为下一代负极的关键技术之一 ， 短期内放量进度仍有待观察 。预锂化系多数电池厂正在布局的技术 ， 主要难题在于生产安全性 。 Li 金属化 学性质较为活泼 ， 过量 Li 金属与水发生反应或引发明火甚至爆炸 ， 预锂化工 艺最大的难题也系爆炸在生产负极极片的安全性 。 包括 Tesla-Maxwell、宁 德等多家主流厂商均在布局预锂化技术 ， 2018 年 ， Maxwell 与 UCSD 联合申请 预锂化负极专利 ， 根据其公开的信息 ， 硅碳负极预锂化之后（Graphite/SiO/Li metal）可提升首圈循环效率至 80.4% ， 较未预锂化的硅碳负极首圈循环效率 提升 6.5pct ， 预锂化有望成为下一代负极的关键技术之一 。
2.4、 超级电容器技术短期对锂电池行业影响甚小 ， 即使技术 有所突破对钴锂需求也无影响
? 超级电容器能量密度提升的也是非常有限且成本较高 ， 依托于大功率充放电 性能及长循环寿命作为辅助器件来使用 ， 但无法取代锂电池的地位 ， 也不会 改变活性材料体系情况 ， 对上游钴锂原料并无太大影响 。 超级电容器是介于 电容器和电池之间的储能器件 ， 作为功率型的储能器件 ， 其拥有 3 大优点： 低温特性好 ， 循环寿命长和工艺性好；唯一但也致命的的缺点是能量密度低 。1998年Maxwell将其商业化生产直到现在 ， 能量密度提升的也是非常有限的 ，1998 年生产时密度为 4wh/kg ， 目前商业化的为 6wh/kg ， 较优异的可达到7-8wh/kg 。 这些年的发展主要是成本的降低 ， 以前 1998 年的成本至少为现在 的 100 倍以上 ， 目前 1wh 的成本为 30-40 元 ， 但此成本相对于锂电池 1 元/wh 仍非常高 ， 其比锂电池贵大约 30-40 倍 。 这也导致超级电容器只是作为辅助 器件来使用 ， 是无法取代锂电池的地位 ， 在锂电池功率达不到或者使用寿命 短的情况下来使用；而且 ， 即使未来超级电容器结合锂电池技术的推广 ， 也 不会改变正极材料体系情况 ， 对钴锂原料并无影响 。 目前 ， Maxwell 超级电 容主要应用于风电、铁轨、电网储能等领域 。
特斯拉汽车■特斯拉新电池深度解析：三大猜想及对钴锂的影响
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? 超级电容器分为两种：6wh/kg 的双电层电容器和混合电容器 ， 混合电容器是 将锂电池和双电层电容器材料混合来达到工艺好、使用寿命好的优点 ， 其能 量密度是 30-50wh/kg ， 但是混合把优点和缺点都融合在一起了,但其寿命不 如超级电容器 ， 能量密度不如锂电池 ， 短期实际使用价值偏低 。
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