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高镍电 池或成未来主流

 

随着国 家补贴政策向长续航里程与高能量密度倾斜,三元电 池的优势逐渐凸显出来,受到国 内许多电池企业的青睐,而三元 电池中的电池近来更是受到热捧,2018年被称为高镍811的量产元年。

最优之选

自锂离 子电池技术普及以来,出现了 各种各样的电池体系,从实际应用来看,目前电 池的负极材料多选择石墨,而正极 材料主流有钴酸锂、磷酸铁锂、三元、锰酸锂等材料。

电动汽车资源网显示,按动力电池类型分,2018年前7月装机 的动力电池类型有:三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂等。其中,装机最 多的为三元锂电池,前7月装机量为11.44GWh,占总装机量的59.35%;其次为磷酸铁锂电池,前7月装机量为7.34GWh,占总装机量的38.07%;锰酸锂 和钛酸锂的装机量均在0.5GWh以下,占比分别为1.93%、0.65%。

三元电池占比扩大,与2018年新版 补贴政策倾向于高能量密度的动力电池产品有关。6月12日以后 实施的补贴标准,乘用车能量密度105Wh/kg以下无补贴,105-120Wh/kg仅有0.6倍补贴,高于140Wh/kg才能拿到1.1倍补贴;新能源客车135Wh/kg以上才能有1.1倍补贴。

在主流材料中,磷酸铁 锂的能量密度较低且已接近天花板,锰酸锂 也因能量密度较低应用受限,而钴酸 锂因其热稳定性差,不适用 于动力电池领域。在技术上,三元电 池在能量密度上有天然优势,尽管当 前的技术还存在安全性较差和循环寿命较短等短板,但未来 随着技术继续进步,安全性问题逐步改善,在其他 电池技术未实现重大突破之前,三元目 前仍然是领域最优之选。

高镍811电池:高能量密度、低成本 成未来趋势

的钴比例低,受到钴 价上涨的影响较小,价格也 比钴酸锂价格低很多。各电池 制造商开始将选材重心从钴转换到价格较为便宜、性能更 为稳定的镍金属。

国内外 电池厂商争相布局

受钴价 格上涨带来的成本压力和国内补贴新政的双重刺激,电池企 业加快推进量产钴含量更少的高镍电池。

据外媒报道,宁德时 代表示将于明年推出用于电动汽车的新型低估含量和高能量密度的NCM811电池。目前宁 德时代德动力电池电池是NCM523,这意味着正极材料是20%钴。钴的稀 缺性和高价格是电动汽车大规模生产的一个问题,目前,大众汽 车已与宁德时代签订了电池供应协议,随着宁德时代引入NCM811电池,电池能 量密度将进一步增加,预计每 千瓦时钴含量将下降一半以上。

无独有偶,比亚迪此前表示,预计2019年下半 年开始应用三元高镍811电池。自2017年下半年以来,国内动 力电池企业在高镍811的布局明显提速。包括比克动力、力神电池、鹏辉能源、亿纬锂能、远东福 斯特在内的诸多动力电池厂家都表示,基本已 经完成从产品技术突破到小批量生产再到客户送样认证测试的过程,部分企 业甚至已实现量产。

今年年初,国轩高科表示,已经开发出三元811材料软包电芯,能量密度能够达到302Wh/kg,预计2019年小批量生产供应。

比克电池更是表示,公司的高镍811电池已 成功应用于江淮、上汽大通、北汽新能源、小鹏、云度等品牌车型,车型均 已入围新能源推荐目录。

相比于国内,国外的松下、LG化学、SKI、三星SDI都已早 早地积极备战高镍811。目前松 下应用在特斯拉Model 3上的21700圆柱型电池,通过改 良高镍正极材料和硅碳负极材料的应用,电池能量密度达到20%的提升。

此前现代发布的Kona EV其电池由LG化学提供采用NCM811电芯。另一家韩国电池企业SKI也在去年宣布,开始量产NCM811电池,用于能 量储存系统的电池,并在2018年第三 季度提供用于电动汽车的电池。而三星SDI主要的 战略合作是宝马,根据宝马的规划,i3要在2018年才会使用NCM622,2012年才会用上NCM811的产品,相对比较保守。

最新消息,LG化学和SKI NCM811电池计划有所推迟,虽然在 批量商业化层面无法大批量供给车企使用,但两家 企业的技术储备仍不容轻视。

高镍三 元电池在能量密度方面的巨大优势,使得其 在未来几年内或将成为主流,谁能够 率先抓住先机提前布局,谁就能 在未来获得更多市场。

但三元 电池即使拥有能量密度方面的优势,仍不可避免的是,目前来说,其还存在着安全问题,在高温的条件下,相对于磷酸铁锂材料,三元材料更易燃。仅从锂 离子电池的正极材料特性而言,三元锂 材料比磷酸铁锂材料更容易着火或发生意外事故,存在的 安全风险比较大。因此,三元电 池的安全问题仍然是目前需要突破的技术难点。

相应地,这对企 业提出了更高的技术要求,研发能 力较差的企业终将会被淘汰。现阶段 中国电池企业仍需要加大科研投入,踏踏实 实一步步的跨过技术门槛,突破技术难点,才能站住脚跟。


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