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產(chǎn)量翻五倍,我國高鎳材料電池來了

鉅大LARGE  |  點擊量:1312次  |  2020年02月20日  

動力鋰電池行業(yè)的賽道上,我國選手NCM523和NCM333在穩(wěn)步奔跑,NCM622正奮力追趕,更具潛力的NCM811剛從起跑線起步,但勢頭很猛。


NCM333、NCM523、NCM622、NCM811是三元動力鋰電池的幾種細分類型。三元動力鋰電池指鉅大鋰電的是正極材料為按一定比例調配的鎳鹽、鈷鹽、鋁/錳鋰離子電池廠家鹽的鋰離子電池,即鎳鈷鋁(NCA)或鎳鈷錳(NCM)。


由于鎳鈷鋁電池的研制難度較大,其核心技術仍掌握在日本公司手中。鎳鈷鋁材料的重要供應商業(yè)也以住友金屬、日本化學產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學等日企為主。目前國內研制鎳鈷鋁電池的公司相對較少。


更多公司使用的是鎳鈷錳材料。鎳的作用在于提升材料的體積能量密度,鈷用于提高材料的循環(huán)和倍率性能,錳重要用于提高安全性和結構穩(wěn)定性。


按照鎳鈷錳的混合比例,鎳鈷錳材料按照鎳含量由低到高,又可分為333、523、622、811等。目前,國內使用NCM523材料的電池比能量可達到160-200Wh/Kg,NCM622可達約230Wh/Kg,而NCM811/NC入超過3億元。


正視差距


與我國電池公司相比,日韓公司在高鎳電池上已先行一步。


其中,日本松下可謂一路領先。從2008年開始向特斯拉配套供應圓柱電池開始,松下不斷改進正極材料,并先后推出了NCM18650電池和比能量高達340Wh/kg的NCA21700電池。


韓國公司也較早布局NCM811電池。其中,LG化學計劃在將推出第三代軟包動力鋰電池,單體電芯能量密度目標為270-280wh/kg,比目前量產(chǎn)的能量密度高出50%。已方形電池為重要產(chǎn)品的三星SDI則在研發(fā)其第4代電池,單體能量密度可達270-280Wh/kg,預計2021-2022年間實現(xiàn)量產(chǎn),第5代電池將于2023年以后量產(chǎn),電池單體能量密度將達到300Wh/kg。


高工產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示,上述三家韓國電池公司2017年的研發(fā)投入高達35億元、28億元和10億元。


然而,韓國公司的高鎳電池研發(fā)進程并不如想象的順利。此前,LG化學、SK創(chuàng)新相繼宣布推遲其NCM811電池量產(chǎn)計劃。多位電池業(yè)內人士猜測,推遲量產(chǎn)的重要原因在于NCM811軟包及方形電池的安全性還存在缺陷。


王芳表示,品質控制是公司在競爭中勝出的關鍵,產(chǎn)品性能、安全、壽命和成本是否能夠與對手去競爭,才是公司要重點關注的。


擁有高一致性、高安全性的電池才更有市場競爭力。墨柯在采訪中提到,近年來,我國電池行業(yè)在技術和規(guī)模上發(fā)展迅速,電池技術與日韓公司的差距已不大,但我國電池公司在一致性上仍落后一大截,我國領先的電池公司,距離日韓公司有近兩到三年的差距。


一致性,是指電池包內全部電芯全生命周期內全部特性參數(shù)的一致性,單個電芯容量衰減、內阻增長以及老化速度的不一致,將直接影響電池包的壽命,甚至是電動汽車的安全。


日韓公司生產(chǎn)過程中的不良產(chǎn)品已達到萬里挑一,我國公司還做不到。墨柯說。


安全命門


中科院院士歐陽明高曾在公開演講中多次強調,關于高比能量動力鋰電池來說,安全性是第一位。


多位電池業(yè)內人士在接記者采訪時表示,近來頻繁發(fā)生的電動汽車自燃,與目前市場上過度強調提高電池能量密度而忽視安全問題密切相關。


隨著六月十二日新能源汽車補貼新政的正式執(zhí)行,對動力鋰電池比能量的要求明顯提高,由去年的80Wh/kg提升至120Wh/kg。未來,該指標還將進一步提升。


我國汽車技術研究中心的數(shù)據(jù)顯示,2017年,我國動力鋰電池的平均比能量為115Wh/kg左右,這一數(shù)字在2018年已快速增長至139Wh/kg。過半車型都能拿鋰離子電池到1.1倍補貼。


按照2018年純電動乘用車國家補貼表述和技術要求,電池比能量達到140Wh/kg的可獲得1.1倍的補貼,高于160Wh/kg的按1.2倍補貼。


猛獅科技研究院院長鄧中一認為,單純追求高能量密度是件高風險的事情,必然會犧牲動力鋰電池的安全性和循環(huán)壽命。只有在保證安全,以及成本和壽命都可接受的情況下,高能量密度才有意義。他指出。


目前車企對高鎳811材料電池的需求非常旺盛,但出于安全考慮,暫時還不敢大量使用該種電池。一位不愿具名的電池行業(yè)分析師告訴界面新聞記者。


他指出,公司為了達到政策關于能量密度的要求、拿到補貼,在快速壓低售價、有限的研發(fā)成本和時間投入的壓力下,往往會選擇在安全性上有所退讓。


但高鎳811材料并不是導致安全性下降的主導因素。李艷斌向界面新聞記者表示,電池的安全性并不是某一種材料決定的,而是由系統(tǒng)決定,這其中既包括隔膜、電解液、工藝鋰離子電池和生產(chǎn)管控,也包括電池管理系統(tǒng)和PACK。


提高電池能量密度,不只要進行材料改進,不能把安全壓力過于集中在電池上,應對全過程進行改進。她說。


東莞市鉅大電子有限公司成立于2002年,總部位于我國廣東省東莞市南城區(qū)高盛科技園,是一家為全球用戶在移動電源、儲能電源、動力電源和備用電源的個性化需求,供應特種鋰電系統(tǒng)定制化方案和產(chǎn)品的國家級高新技術公司。

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