这项电池重大突破，可能拯救整个电动汽车行业的发展
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编者按：近几年，电动汽车行业在车载电池的研发方面取得了重大突破，全球范围内的电动车行业迎来了新一波的发展高峰。此项新技术不仅缩小了锂离子电池中钴含量的比例，也同时因此降低了电动汽车的造价，缩减了成本，提升了电池的续航里程。各大汽车厂商，包括通用汽车、大众汽车和特斯拉在看到了其巨大的发展潜力后，都纷纷在这项新技术上压了“重”注，整个电动车行业将有可能面临新的转机。本文是译自Medium标题为“A New Battery Breakthrough That Could Save Electric Vehicles During a Recession”的文章，作者是Steve LeVine。
图片来源：Evan Weselmann
在此次疫情中，另一个毫无防备的受害者应该要数电动汽车了。随着油价的暴跌，开车出行的成本虽然降低了，但值得注意的是，当下一个鲜为人知的电池领域的重大突破已经撼动了中国电动汽车市场，现在正在快马加鞭地进驻美国，通用汽车和大众汽车也都涉足了该领域。
这一进步实际上应该归功于全球竞相大幅降低锂离子电池中昂贵的钴含量的结果。到目前为止，钴元素占电池阴极（锂离子电池的核心）的20%到30%，而新研发的技术可以让这一比例降低至10%。研究人员六个月前还认为这种降幅是不太可能的，毕竟在降低电动汽车的价格同时，行驶里程还得再增加25英里的挑战显得不太现实。钴，有时还被称作是“血钴”，其主要一个原因是由于它来自一个较有争议的原产地——刚果民主共和国，在那里，工人常常因为工作条件的恶劣而万分辛苦。卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的教授维斯瓦纳坦(Venkat Viswanathan)说：“这个电池的新技术是一个巨大的进步，因为越是到后期，越难让钴的比例下降，也就是说从20%降到10%要比从30%到20%难得多，把钴比例降低的难度可以说是呈指数级增长的。但是现在的这种技术却能实现最终要求的10%的比例。”
这个新研发的电池名为NMC 811，它解决了困扰研究人员五年多的电化学难题。加拿大研究机构Adamas的数据显示，截止今年1月，它已占据了中国电动汽车销量的12％，高于之前2018年的不到1％的市场份额。90年代初，通用汽车的电动悍马这款重型皮卡在海湾战争期间开始广泛流行，该公司预计明年将推出全新的电动悍马系列(Electric Hummer)，其装配的NMC811电池将交由韩国电池制造商LG化学(LG Chemical)进行生产。通用汽车表示，新版悍马电池续航能力高达400英里，足以消除很多消费者对车用电池的“续航焦虑”了。“续航焦虑”是一种挺折磨人的心理，一提到它，就会禁不住让人联想到在大雪纷飞的夜晚，被困在一辆没电了的汽车里的妇女或孩子。继通用汽车之后，大众汽车也表示将在明年为自己的电动汽车安装新型电池。鉴于此，专家认为其他大多数主要汽车制造商也将紧随其后。
通用汽车的电池开发主管蒂姆·格瑞(Tim Grewe)表示：“这的确好得令人难以置信，但我们确实创造出了五年前你无法想象的东西。”
电动汽车的售价可能要比传统汽车高出数万美元，而且目前汽油的平均售价每加仑才2.15美元，几乎是五年以来最便宜的时候。但特斯拉，这个目前在电动汽车领域盘踞主导地位的公司已经向大家证明了，无论汽油价格的涨跌，很多人就是愿意购买电动汽车，并且当前大多数主要的汽车制造商也都在打赌，说他们可以很快提高电动汽车的销量。在5年前的一桩柴油车欺诈装置丑闻过去之后，大众汽车正把赌注押在其大规模向电动汽车转型的业务上。
锂离子电池的重大突破，为汽车制造商们将以何种方式进军广阔的受众市场提供了一条线索。
事实证明，LG已经可以生产电池领域所称的NMC“811”了，即含80%镍（N）、10%锰（M）和10%钴（C）合成物的缩写。
NMC是当前应用最广泛的汽车锂离子电池类型，它是镍、锰、钴元素集合的一种简称。NMC的应用是1980年被发明原始锂离子电池的重要转折点，而通用汽车也是第一个将NMC商业化的公司，在2011年，NMC电池就为通用汽车的新型插电式混合动力汽车提供了助力。 NMC从那里开始走向市场，它现在为地球上每一个主要的汽车厂商，除了特斯拉之外的电动车提供动力，特斯拉则采用了一种与NMC不同的，称为NCA的电池。
NMC和NCA的研究人员在试图减少钴含量时遇到了一种电化学反抗：钴一直是一种平衡剂，一旦当它开始减少，其他的金融就会起身反抗，拒绝配合储能。这样得到的结果就是，仅仅充电几次，阴极就会破裂。
但几年前，有研究人员成功地将电池阴极的钴含量降低到了20%，这被认为是电池领域的一项重大胜利和突破，因为就在降钴成功的几个月前，他们还在讨论着进一步减少钴含量是非常不现实的。
但在3月4日，通用汽车突然宣布了一条被大大加强了的电动汽车生产线，以及一个新的电池组，主要用于未来凯迪拉克(Cadillac)、自动驾驶的Cruise Origin，以及明年的全新悍马的生产。不过，有一点通用汽车没有提到，而且除了几本行业杂志外也没人注意到的是，新推出的电池实现了最新的钴减排目标——阴极只有10%的钴。
事实证明，当大学和国家实验室的研究人员还在继续研发的时候，LG已经可以生产电池领域所称的NMC“811”了，即含80%镍（N）、10%锰（M）和10%钴（C）的合成物缩写。而且令人惊讶的是，LG还避免了之前阴极在缩减钴含量的过程中比较容易破裂的问题。卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon)的维斯瓦纳坦(Viswanathan)说，如果你把钴的降价幅度加在一起，能让一辆车的价格下降约2,400美元。通用汽车负责电池业务的官员格雷表示，在某种程度上可以给电池的阴极掺杂一些氧化铝来实现这种可能性。
电池的这一突破有一个值得注意之处就是它是怎么产生的。多年来，研究人员一直试图在锂离子和未来电池（如锂氧电池）领域取得突破，但除了挫败之外，他们一无所获。人们不禁要问，电池的物理性质是不是真的太硬了。本着这一想法，NMC811成了电池研发希望的象征。格瑞说，LG和通用的团队正在努力进一步减少电池里的钴含量。
在过去的十年间，通用汽车一直很认真地致力于电动汽车的研发，但消费者好像几乎没怎么注意到这一点。
通用汽车很可能是在今后的电动汽车“竞赛”中带给人们最多惊喜的公司。多年来，该公司生产过一些历史上极具标志性的汽车，比如1957年的雪佛兰、1959年的凯迪拉克德维尔、1963年的克尔维特和1969年的卡马洛。作为一家汽车公司，通用汽车是美国资本主义鼎盛时期的典型代表，它们陆续推出的新款车型也成为美国人和全球各地那些追求地位的消费者所追捧的对象。
但到上世纪80年代后，与底特律的其它公司一样，通用汽车开始变得松松垮垮，还养了一批素质参差不齐的老员工，原来的成功形象开始逐渐走向了下坡路，而这却给日本的汽车制造商占领高质量、受欢迎的主流汽车市场打开了一个巨大的市场空间。
但反观过去的十年间，通用汽车也一直在以认真严肃的态度研发新的电动汽车，而很多消费者却几乎没有注意到这一点。2011年问世的雪佛兰Volt电动概念车是一款开创性的汽车，它在充满电的情况下可行驶35英里，然后发动机才开始工作。Volt被《汽车趋势》杂志(Motor Trend)评为当年的“年度汽车”(car of The year)。2017年，该公司生产的新款Bolt也获得了同一奖项，这是一款全电动轿车，售价3.75万美元，一次充电能跑238英里，令人震惊，比特斯拉的Model 3还要提前几个月推向市场。Volt和Bolt的车身装饰都很漂亮——虽然没有特斯拉(Tesla)那种优雅，但绝对美观、耐用，而且充满了科技元素。
然而，自打Volt和Bolt问世后，通用汽车的销售业绩却一落千丈，其中一个原因是市场促销不给力，一直未能成功地在市场上推广这两款汽车，这就把机会留给了埃隆•马斯克(Elon Musk)。如今，马斯克即电动汽车的代名词，就像当初史蒂夫•乔布斯(Steve Jobs)是智能手机的代名词一样。最近，通用又搞了一个“帽子戏法”——把耗油巨大的悍马改造成电动汽车。
这一次，通用不仅吹嘘自己是第一个这么干的公司，却还打算将电池授权给其竞争对手。
通用是打入全球市场的第一家汽车公司，但不包括中国。去年，隶属于蔚来汽车的中国NIO表示其已经拥有了世界上第一辆使用NMC 811电池的电动汽车，这是一款运动型的多用途车(SUV)，电池由中国大型电池生产商CATL生产（它似乎用了另一种方法实现了同样的技术进步）。Adamas Intelligence董事总经理瑞安•卡斯蒂略克斯(Ryan Castilloux)表示，在NIO之后，NMC 811迎来了爆发式增长，最终占去年中国整体电动汽车和插电式混合动力车销量的6%。CATL的NMC 811也将出现在大众新款的电动车上，不过尚不清楚其将何时走向市场。
特斯拉也开始参与了中国的NMC 811竞争，他采用了LG的电池为Model 3s提供电能。这还挺让人惊喜的，因为通常马斯克之前一直坚持使用依赖钴，但是用铝代替锰的NCA。在2018年与华尔街分析师的电话会议上，马斯克表示，Model 3中NCA电池的钴含量已经要比所有厂商在未来装配的NMC811中的钴含量还要低了。
看样子大众汽车也决心要在电动汽车销售方面与特斯拉(Tesla)展开竞争了，NMC研发的进步使两家公司首次能够就此展开激烈交锋。
Jeff Chamberlain经营着一家伊利诺斯州的电池投资公司Volta Energy Technologies，他认为NMC 811是个虽然“大”的，但却并不典型的进步。在该领域还存在着一些别的主要目标，比如说研究如何稳定纯金属锂的阳极就是其中一个。
似乎没有公开的数据描述CATL或特斯拉如何稳定他们的阴极。但在1月份的一篇论文中，加拿大达尔豪斯大学(Dalhousie University)的教授杰夫·达恩(Jeff Dahn)和其博士生Yulong Liu认为应该使用大的单晶，而不是相对较小的多晶颗粒来实现这种可能。这篇论文引起了电池界的广泛关注。
在通用家族里，由于悍马拥有固定的铁杆粉丝群体，因此在成为畅销电动车这方面来说，没有任何一款能比肩悍马。看样子大众汽车也决心要在电动汽车销售方面与特斯拉(Tesla)展开竞争了，NMC研发的进步使两家公司首次能够就此展开激烈交锋。
Castilloux说：“811一直被视为电动汽车电池近期的创新前沿，那些自认为是领军人物的人也一直在竞相实现这一目标。”
译者：Hailey
网址: 这项电池重大突破，可能拯救整个电动汽车行业的发展 http://m.xishuta.com/newsview21752.html
