自從特斯拉溢價55%收購以干電極技術(shù)為主的Maxwell公司以來，如何利用Maxwell的干電極技術(shù)為現(xiàn)有動力電池賦能，就一直是業(yè)內(nèi)人士廣泛關(guān)注的話題。

有分析指出，一方面干電極技術(shù)作為新型鋰電池制造工藝，對國內(nèi)電池企業(yè)的濕電極技術(shù)產(chǎn)生影響。另一方面特斯拉“密謀”干電極技術(shù)，會縮短半固態(tài)和全固態(tài)鋰電池的商業(yè)應(yīng)用時間。

1、什么是干電極技術(shù)？

干電極技術(shù)最初應(yīng)用在超級電容儲能領(lǐng)域，隨著鋰電池市場需求增長，逐漸轉(zhuǎn)換到鋰電池制造工藝中。

公開資料顯示，干電極技術(shù)是一種正/負極材料壓制技術(shù)，具體是將少量細粉狀粘合劑(PTFE)與正極或負極材料混合，通過擠壓機形成電極材料帶，隨后再壓延在金屬箔集流體上形成鋰電極。

2、干電極技術(shù)如何應(yīng)用到鋰電池制造當(dāng)中，能帶來什么效果？

干電極技術(shù)在鋰電池制造當(dāng)中應(yīng)用主要是高鎳材料Ni90、Ni95的使用和硅碳負極。

前者能省去有毒溶劑，可以做到無水分，大幅提升電池能量密度，同時還利于提升高鎳正極材料體系的穩(wěn)定性和安全性，降低制造成本。

后者則提升硅的摻雜比例至10%，還能改善負極的充放電性能和儲存鋰離子壽命，對抗硅碳材料的膨脹特性。

3、干電極技術(shù)的優(yōu)勢與劣勢？

干電極技術(shù)優(yōu)勢主要有三點。

第一，不用粘結(jié)劑，提升鋰電池良品率和改善使用壽命。第二，不使用溶劑，減少充放電循環(huán)過程中的能量損失。同時干電極技術(shù)補鋰，提升能量密度和容量，目前能超過300Wh/kg，遠期可達到500Wh/kg。第三，工藝簡化，制造成本降低10—20%。

特斯拉收購的 Maxwell，其干電極技術(shù)主要是工藝層面創(chuàng)新，將粘結(jié)劑由NBR/SBR改為PTFE，其余不變，可以達到降本+提升安全性+提升能量密度的效果。

干電極技術(shù)主要劣勢是電池倍率性能較差，即大電流充放電性能差，商業(yè)應(yīng)用和推廣價值成本高，對鋰電池制造而言，仍有工藝問題待優(yōu)化解決。

4、干電極技術(shù)推廣的有利因素？

對方形/軟包電池來說，干電極技術(shù)制備出的正極、負極極片的壓實密度更高，內(nèi)阻更小。

有望解決方形/軟包電池中高鎳正極/硅碳負極的膨脹問題，提高方形/軟包電池安全性、快沖倍率性能、方形/軟包電芯單體能量密度(使用Ni含量更高的正極或硅碳含量更高的負極)。

5、干電極技術(shù)對特斯拉的影響？

特斯拉對干電極技術(shù)進行整合，一方面推動光伏，儲能，電動車的生態(tài)應(yīng)用體系建進程。

另一方面適用“無鈷、全固態(tài)”鋰電池的研發(fā)方向，利于特斯拉自建電池產(chǎn)線，并推動其在全固態(tài)電池商業(yè)化上的布局投入。

干電極技術(shù)加上特斯拉未來的電動車銷量規(guī)模大，電池需求量大，以及電池生產(chǎn)的馬太效應(yīng)(規(guī)模、成本、性能曲線)等因素，有助于其聯(lián)合電池企業(yè)共同推進電池技術(shù)發(fā)展，進而推動汽車產(chǎn)業(yè)電動化發(fā)展。

對特斯拉采用的電池材料體系而言，不會產(chǎn)生大的沖擊。

如正極材料依舊可以用NCM、NCA，但在干電極趨勢下高鎳有望加速，負極材料依舊可以用石墨、硅炭，但硅比例有望提升；電解液和隔膜也并無根本性變化。

6、干電極技術(shù)在鋰電池領(lǐng)域?qū)頃趺礃樱?/p>

干電極技術(shù)在鋰電池領(lǐng)域?qū)砟苓M一步提升能量密度至500Wh/kg，而且將以2年左右為一個周期，提升電池能量密度幅度為25%，同時成本持續(xù)下降幅度為10%，進而突破三元鋰電池能量密度的瓶頸。

事實上，無鈷電池并不是新名詞。在三元鋰電池規(guī)模應(yīng)用乘用車，并不斷朝高鎳化發(fā)展時，行業(yè)對無鈷電池的深入研究就早已啟動。

高工鋰電獲悉，無鈷電池主要指高鎳三元無鈷電池，具體是鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料鋰電池，用摻雜、包覆等方式，變成三元低鈷或者由鎳鈷錳轉(zhuǎn)成鎳X錳或者鎳XY。

高鎳三元無鈷電池和按鎳鈷錳或鎳鈷鋁三種元素含量劃分的333、532、622、811等電池相比，差異就是鈷含量的高低。

當(dāng)然高鎳三元無鈷電池，并不是真的不含鈷，而是含量很低，不會因為鈷含量失去成本優(yōu)勢。

關(guān)于三元高鎳無鈷電池研究，據(jù)高工鋰電了解，國內(nèi)鎳含量最高可達93%，鈷含量最低到4%。日韓電池企業(yè)的三元高鎳無鈷電池技術(shù)相對更靠前一些，其鈷含量更低，但并沒有做到完全無鈷化。

以三元高鎳體系為主的大前提下，有松下、LG、寧德時代、比亞迪、中航鋰電、蜂巢能源等動力電池企業(yè)，都在將低鈷及無鈷化電池作為下一代動力電池的研發(fā)方向。

目前市場量產(chǎn)的高鎳三元無鈷電池，大部分以寧德時代的NCM811電池為主，其鈷含量在8%-10%之內(nèi)。

預(yù)計三到五年內(nèi)，鈷含量會繼續(xù)降到5%左右，然而鈷是影響電池倍率等性能的關(guān)鍵，接下來再無鈷化，難度將增加，要有一定的技術(shù)突破才行。

去年，蜂巢能源就表示，其研發(fā)的無鈷電池材料，性能可以達到NCM811同等水平，并且整體成本會降5%-10%，電芯BOM成本可以降低約5%，且原材料不受戰(zhàn)略資源影響。預(yù)計2020年第三季度將實現(xiàn)無鈷電芯的SOP。

無鈷化關(guān)鍵技術(shù)有兩個。一是摻雜無未成對的電子自旋的特定元素，減弱電子超交換的現(xiàn)象，降低Li/Ni混排，提高電性能；二是摻雜M-O鍵能大的元素，減緩晶體在充放電過程的體積變化，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高循環(huán)壽命和安全性。

盡管存在難度，但高鎳三元電池朝無鈷化前進，是產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢。

一方面無鈷可以大幅度降低電池材料成本。另一方面高鎳三元電池的體積和重量能量密度高，能滿足新能源汽車對電池性能越來越高的要求。

從產(chǎn)業(yè)化角度來看，高鎳三元無鈷電池面臨的問題主要是材料研發(fā)和電池制造以及配套使用體系。

材料研發(fā)上，跟傳統(tǒng)的三元正極523、622、811相比，高鎳無鈷鋰電池的安全性、充電倍率，循環(huán)次數(shù)方面，材料提升難度大。

電池制造上，除了技術(shù)實現(xiàn)上存在現(xiàn)實瓶頸，成本優(yōu)勢短期內(nèi)也并不明顯。

因此，能否真正成為市場主流，眼下來看，得看頭部電池企業(yè)未來的推動情況。

把全車分為不同的4-7個控制區(qū)域，每個控制區(qū)內(nèi)由控制模塊就近控制該區(qū)域電氣部件，各區(qū)域之間用4根線進行連接。4:500的布線比，極大降低了各區(qū)域之間連接的線束數(shù)量。

智能線束系統(tǒng)不僅使線束結(jié)構(gòu)優(yōu)化，更是對整個汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力的一次提升。

智能線束的優(yōu)勢對比：

（一）研發(fā)更高效

a) 傳統(tǒng)線束的研發(fā)周期需要6-8周時間，智能線束2-3周即可完成，大大提高了研發(fā)效率。

b) 后續(xù)在同一平臺上進行技術(shù)升級時，也大大縮短二次開發(fā)時間。

汽車平臺構(gòu)筑完畢后，無論后續(xù)版本功能增加多少功能，智能線束可以保持數(shù)量不變，可謂 是“以不變應(yīng)萬變”。相比之下傳統(tǒng)線束每增加一個功能就需要需要增加或者調(diào)整線束，增加了工作的難度。

（二）生產(chǎn)更簡單

a) 一輛普通小汽車的線束長度加起來有幾百上千米長，全靠操作工人手工裝配。傳統(tǒng)布線

內(nèi)飾一線：線束需要逐個工位穿插裝配，不可同時進行。

內(nèi)飾二線：線束裝配需要根據(jù)各內(nèi)飾件及終端件 裝配狀態(tài)來進行線束固定及接插件接插。

b) 智能線束僅僅十幾米，而且可以進行分區(qū)安裝，裝配時間縮短為普通線束的1/3。

內(nèi)飾一線：工人便可各自裝配模塊，互不 影響。同時工人也可對各模塊之間的通訊CAN 進行裝配及固定。

內(nèi)飾二線：在車門分裝線、儀表臺分裝線、尾門分裝線便可完成傳統(tǒng)線束在內(nèi)飾二線80%以上的工作， 工人在內(nèi)飾二線只需要對模塊的通訊CAN線進行接插即可。

（三）售后更便捷

a) 進行線束的故障排查一直是汽車工程師的苦力活，往往是費時、費工、費人力。

b) 智能線束自帶故障顯示功能，一看便知故障出在哪里。萬一要進行手工操作，因為線束 數(shù)量少，也能輕松應(yīng)對。

多亂雜：線束數(shù)量多，線束總線長，各種線捆扎在一起，整車裝配工藝復(fù)雜。

布線效率低：線束需要與其他各個部件連接，研發(fā)過程復(fù)雜，受其他部件影響較大。 線束驗證過程靠人工，效率低下，影響整個研發(fā)進展。

安全隱患大：電源線、信號線、開關(guān)線等多種線束通過接插 件關(guān)聯(lián)，80%的電氣故障由線束引起。

汽車線束猶如人體的血管與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過線束將各種操控指令傳遞到控制終端。沒有汽車線束，汽車只是一個鋼鐵驅(qū)殼而已。