隨著三元材料在動力領(lǐng)域安全性逐步成熟，以及消費(fèi)市場有關(guān)續(xù)航里程的需求提升，在能量密度上具有顯著優(yōu)勢的高鎳三元材料電池被市場普遍看好，成為眾多動力鋰離子電池公司的研究熱點(diǎn)。

了解到，目前包括力神、比克、波士頓、寧德時代等大型動力鋰離子電池公司都將高鎳三元材料電池作為下一代動力鋰離子電池的研發(fā)目標(biāo)，但目前基本仍處于研發(fā)測試階段還未批量生產(chǎn)，要實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還存在一定的距離。

業(yè)內(nèi)人士指出，高鎳三元材料電池的安全性受正極材料制備、制造環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)備、電芯制造工藝等多重因素影響。其中，高鎳三元正極材料的不成熟和高鎳三元電池制造工藝技術(shù)尚未突破是阻礙其產(chǎn)業(yè)化的重要原因。

高鎳三元材料產(chǎn)品性能有待提升

高能量密度動力鋰離子電池的市場需求帶動了眾多正極材料公司對高鎳三元材料的研公布局。然而由于高鎳三元材料的研發(fā)制備存在較高的行業(yè)技術(shù)壁壘，國產(chǎn)高鎳三元材料仍無法滿足高鎳三元電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的需求。

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“公司已經(jīng)在高鎳三元電池領(lǐng)域進(jìn)行了多年研發(fā)，但產(chǎn)品還處于測試階段尚未量產(chǎn)?！碧旖?a href="/keywords/lishen/" class = "seo-anchor" data-anchorid=246 target="_blank">力神電池股份有限公司副總工程師蘇金然對表示，高鎳三元電池的研發(fā)依賴于高鎳三元正極材料的研發(fā)生產(chǎn)，目前國產(chǎn)高鎳三元正極材料的安全性和穩(wěn)定性都有待提升，因此高鎳三元電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還要一定的時間。

目前國內(nèi)三元材料市場上較為主流的是NCM523和111型，更高一級的NCM622型也開始在動力鋰離子電池領(lǐng)域批量應(yīng)用。但是真正意義上的NCM811型和NCA高鎳三元材料卻還處于研發(fā)測試階段，尚未獲得動力鋰離子電池公司的認(rèn)可，離大批量生產(chǎn)應(yīng)用還存在一定的距離。

高工產(chǎn)業(yè)鋰電研究所(GGII)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，高鎳三元材料的占比持續(xù)上升，2016年國內(nèi)NCM622、NCA型在三元材料總產(chǎn)量的占比超過5%，當(dāng)前國內(nèi)三元材料仍超過75%為NCM523。(含容量型和倍率型)

“國內(nèi)也有多家正極材料公司在布局NCM811型，但重要還處于測試階段，進(jìn)入電池供應(yīng)鏈要一段時間。”北京當(dāng)升材料科技股份有限公司副總經(jīng)理王曉明對表示，高鎳三元材料擁有很高的技術(shù)壁壘，從研發(fā)生產(chǎn)到大批量應(yīng)用要經(jīng)歷漫長的測試周期。

目前當(dāng)升科技（300073）的三元正極材料供不應(yīng)求正在擴(kuò)產(chǎn)，NCM622已經(jīng)開始陸續(xù)投產(chǎn)，正在加速推進(jìn)NCM811型的研發(fā)生產(chǎn)。

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據(jù)了解，目前高鎳三元正極材料的成熟制備技術(shù)和批量生產(chǎn)量力重要掌握在日本住友、戶田工業(yè)、ECOPRO等幾家日韓公司手中，國內(nèi)高端高鎳三元材料重要依賴進(jìn)口。

業(yè)內(nèi)人士指出，三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池能量密度、降低材料成本等方面具有明顯優(yōu)勢，但安全性和穩(wěn)定性問題卻較為突出。

由于高鎳三元正極材料的技術(shù)壁壘較高，在制備工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)境等方面的要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通三元材料，國產(chǎn)高鎳三元材料走向成熟還需克服多項技術(shù)難題。

一方面，高鎳三元材料在前驅(qū)體燒結(jié)和材料生產(chǎn)環(huán)境方面的要求都較為苛刻，產(chǎn)品在存儲使用過程中容易吸潮成果凍狀，不易調(diào)漿和極片涂布。因此正極材料公司對窯爐設(shè)備等生產(chǎn)設(shè)備的各項性能要求都比較高，但目前國內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備還無法完全滿足高鎳三元材料的制備要求。

另一方面，高鎳三元材料的研發(fā)制備和批量生產(chǎn)也對正極材料公司在技術(shù)創(chuàng)新、工藝升級、資金投入和市場開拓等方面也出現(xiàn)了巨大壓力，這也意味只有少數(shù)實力雄厚的正極材料公司有能力在該領(lǐng)域展開競爭。

制造工藝短板突破困難

要注意的是，盡管高鎳三元正極材料瓶頸可以通過進(jìn)口暫時解決，但高鎳三元電池制造工藝技術(shù)尚未突破依然是阻礙高鎳三元電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

“高鎳三元電池的產(chǎn)業(yè)化并不僅僅取決于正極材料的突破，其它材料的合理搭配、電池制造工藝和包覆工藝升級、電池的安全性和一致性問題解決等都有很大的影響?！北本┎ㄊ款D電池技術(shù)有限公司高級總監(jiān)馬俊峰指出，高鎳三元材料電池的制備工藝難度較大，這對動力鋰離子電池公司的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)線改造提出了很高的要求。

馬俊峰表示，北京波士頓在三元鋰離子電池領(lǐng)域擁有核心競爭優(yōu)勢，在高鎳三元電池方面也進(jìn)行了多年研公布局，目前正處于中試階段還未量產(chǎn)。

“高鎳三元電池的制造對水分比較敏感，目前還沒有完全成熟可靠的解決方法。”深圳市比克電池有限公司副總裁林建表示，盡管目前高鎳三元材料電池尚無法大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但在未來將會成為電池技術(shù)路線的主流而擁有廣闊的市場。目前比克的高鎳三元材料電池已經(jīng)接近量產(chǎn)。

業(yè)內(nèi)人士表示，盡管目前高鎳三元材料電池還無法大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用，但隨著電池公司制造工藝和高鎳三元材料的瓶頸突破，未來2-3年業(yè)內(nèi)將會實現(xiàn)高鎳三元材料電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

屆時，在高鎳三元電池領(lǐng)域率先進(jìn)行研發(fā)積累的動力鋰離子電池公司將占據(jù)先機(jī)，獲得更多競爭優(yōu)勢。