鉅大LARGE | 點擊量:1140次 | 2018年07月24日
中國動力電池企業(yè)任重道遠
放眼全球,目前動力電池廠商都在爭奪三元電池這塊大蛋糕,但是熟不知道三元鋰電又分NCM/NCA兩種材料,為何我國動力電池行業(yè)和車企都愿意選擇前者?幾乎沒有企業(yè)選擇NCA,很巧的是這個材料正在松下電池特供的特斯拉上使用,那些宣揚要做中國特斯拉的造車新勢力們,為何沒有選擇特斯拉上面使用的電池,有何隱情?相信看完本篇文章你會找到答案。
NCA和NCM區(qū)別在哪?
動力電池核心技術缺失,中國動力電池企業(yè)任重道遠
無論NCM全稱:(LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2)還是NCA全稱(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2),都是指電池正極材料,NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料由一定比例組合而成,而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成,每個字母對應的都是相關元素的化學首字母??梢钥吹?,兩種三元材料的前兩者是一樣的,都是鎳和鈷,只有最后一個不同,前者為錳,后者為鋁。
NCA和NCM優(yōu)劣之分?
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從材料生產過程中NCA比NCM的生產工藝要求更為嚴格。CM中鎳:鈷:錳的摩爾比常見為5:2:3或1:1:1,而NCA中鎳:鈷:鋁常見的摩爾比為8:1.5:0.5,由于NCA中鋁的含量過少,因此也常稱為二元材料。而NCA中以Al(過渡金屬)代替錳,實際是將鎳鈷錳酸鋰通過離子摻雜和表面包覆進行改性,離子摻雜可以增強材料的穩(wěn)定性,提高材料的循環(huán)性能。但是實際制作過程中,由于Al為兩性金屬,不易沉淀,因此NCA材料制作工藝上存在門檻。
動力電池核心技術缺失,中國動力電池企業(yè)任重道遠
由于NCA的技術更高端,全球產能主要集中在日韓,我國幾乎屬于空白。
NCA主要供應商有住友金屬(Sumitomo)、日本化學產業(yè)株式會社和戶田化學(Toda),韓國的Ecopro和GSEM也有少量產品銷售。其中,Toda主要供應日本AESC和韓國LGC,Sumitomo主要供應松下和PEVE,韓國的Ecopro對應客戶為SDI。
其次,電池生產中NCA生產難度更大。全球能夠生產NCA電池的主要有松下、三星和AESC,而NCM的生產廠家眾多,包括LG和中國的主要動力電池廠家。
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NCA電池為何在中國難產?
一、高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性能較差,直接導致電池安全性能下降,使得電池生產廠商和車企及用戶對NCA電池安全性質疑,要花更大的成本從電芯設計、電源系統設計、電源使用等環(huán)節(jié)進行系統可靠的安全設計。
二、充電放電過程中存在嚴重產氣,容易電池膨脹變形,直接導致循環(huán)及擱置壽命下降,電池存在安全隱患,所以通常采用耐壓的圓柱電池殼制作NCA電池,降低了產氣量以控制電池鼓脹變形問題。
三、NCA要求電池生產過程要控制濕度在10%以下,相對其它材料目前自需要注液工序對濕度進行嚴格控制。光憑這一點就對國內企業(yè)形成了很大挑戰(zhàn)。
動力電池核心技術缺失,中國動力電池企業(yè)任重道遠
特斯拉的電動車之所以續(xù)航里程最長,最新技術可以實現20分鐘充滿續(xù)航350公里,是當之無愧的全球領跑者,這也是因為采用與松下NCA電池的密不可分的。
動力電池核心技術缺失,中國動力電池企業(yè)任重道遠
特斯拉的專供電池商:松下
最開始松下推出的是18650型NCA電池,后來與特斯拉聯合推出21700的NCA電池。21700電池單體的能量密度接近300Wh/kg左右,比原來18650電池的250Wh/kg,性能提高約10%以上,這幾乎是世界上能量密度最高的量產鋰離子電池了。21700電池的誕生,不僅遠遠高出國內使用率最高的NCM523電池單體200Wh/kg的能量密度水平,而且也明顯高出國內剛剛出現且最為領先的NCM811電池的能量密度水平,單體最高達到250Wh/kg、系統最高200Wh/kg的水平。從這數據表面,對于研發(fā)NCA電池,還是非常有必要的,只是要看什么時候能夠突破技術壁壘,形成量產能力。
面對中國全球新能源汽車最大市場,2017年中國動力電池銷量占據世界第一
動力電池核心技術缺失,中國動力電池企業(yè)任重道遠
國內動力電池行業(yè)目前大多數都只生產了NCM三元鋰電池,NCA與NCM相比起來最大的優(yōu)勢就是比能量高,能夠為車輛提高更加充足的電量。截止2018年6月我國NCA電池裝機率為0,而最近特斯拉國產落戶上海臨港,伴隨著松下電池國內建廠,動力電池這塊“雪糕”也隨即融化了起來,一是動力電池廠商盲目瘋狂擴張,二是沒有技術鋪墊的風投,三是動力電池運用產品混亂,這一系列都反映出動力電池行業(yè)的企業(yè)正在新能源汽車這塊場地上“大汗淋漓”奔跑,或許現在是第一名,但是未來能跑多久,真不好說!
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