鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1121次 | 2019年11月24日
NCM811商業(yè)化加速硅碳負(fù)極拖后腿
NCM811電池已經(jīng)量產(chǎn)應(yīng)用,但高鎳正極+硅碳負(fù)極體系的NCM811電池還在產(chǎn)業(yè)化道路上緩慢前行。
2019年,包括寶馬X1xDrive25LePHEV、廣汽AionS、蔚來(lái)ES6、吉利幾何A、小鵬P7、合眾U、金康SF5、廣汽AionLX等一批新車(chē)型陸續(xù)上市。上述車(chē)型都有一個(gè)共同特點(diǎn)都是搭載了NCM811電池,電池系統(tǒng)能量密度和續(xù)航里程大幅提升。
值得注意的是,上述車(chē)型搭載的都是寧德時(shí)代量產(chǎn)的高鎳+石墨體系的第一代NCM811電池。第二代高鎳+硅碳體系的NCM811電池還在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,距離真正的量產(chǎn)上市還存在較長(zhǎng)的距離。其它電池企業(yè)的NCM811電池主要還處于研發(fā)測(cè)試階段。
這表明,高鎳三元電池在產(chǎn)品安全性和可靠性方面的問(wèn)題還有待解決,主要問(wèn)題是硅碳負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化受阻。
高工鋰電了解到,2019年硅碳負(fù)極材料在動(dòng)力市場(chǎng)明顯遇冷,上半年總出貨量大約在900-1500噸,主要應(yīng)用在電動(dòng)工具、3C數(shù)碼等小電池領(lǐng)域,動(dòng)力電池領(lǐng)域的應(yīng)用可忽略不計(jì)。
電池企業(yè)表示,硅碳負(fù)極在動(dòng)力電池上應(yīng)用時(shí)循環(huán)壽命低和容易發(fā)生膨脹的致命問(wèn)題依然沒(méi)有得到解決,目前還無(wú)法在電動(dòng)汽車(chē)上成熟應(yīng)用。
一方面,新補(bǔ)貼政策并沒(méi)有進(jìn)一步提高電池系統(tǒng)能量密度低技術(shù)指標(biāo),主機(jī)廠在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)不再以能量密度為導(dǎo)向,而是根據(jù)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)更具性?xún)r(jià)比的車(chē)型,因此對(duì)進(jìn)一步提高能量密度大需求并不迫切。
另一方面,補(bǔ)貼大幅退坡和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈倒逼主機(jī)廠和電池廠積極將成本,但硅碳負(fù)極相比傳統(tǒng)石磨類(lèi)材負(fù)極格高出數(shù)倍,不利于動(dòng)力電池成本低進(jìn)一步降低。
與此同時(shí),當(dāng)前電池企業(yè)研發(fā)的高鎳正極+硅碳負(fù)極體系的NCM811電池循環(huán)壽命普遍在500次以下,與當(dāng)前主流的磷酸鐵鋰電池2000次循環(huán)和NCM523電池1000次以上循環(huán)差距甚遠(yuǎn)。
此外,硅碳負(fù)極相匹配的高電壓電解液缺失以及電池企業(yè)制造工藝不達(dá)標(biāo)也是阻礙高鎳+硅碳NCM811電池商業(yè)化應(yīng)用的重要原因。
當(dāng)前,在高鎳正極方面,包括當(dāng)升科技、巴莫科技、容百科技等多家正極企業(yè)已經(jīng)在2019年實(shí)現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)供貨,且市場(chǎng)需求量持續(xù)提升。但在硅碳負(fù)極方面,當(dāng)前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)負(fù)極企業(yè)仍處于研發(fā)中試階段,尚未解決膨脹和庫(kù)倫效率低等問(wèn)題。
從當(dāng)前市場(chǎng)情況來(lái)看,高端新能源乘用車(chē)換裝NCM811電池趨勢(shì)明顯,NCM811電池市場(chǎng)占比快速提升,但還需進(jìn)一步提升產(chǎn)品安全性。
下面就來(lái)看看本周動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)又有哪些新技術(shù)和新應(yīng)用。
1、空客聯(lián)手比亞迪研發(fā)電動(dòng)飛機(jī)鋰電池
外媒報(bào)道稱(chēng),在中國(guó)新開(kāi)設(shè)的空客中國(guó)創(chuàng)新中心(ACIC)電池實(shí)驗(yàn)室正尋求新技術(shù),為新一代電動(dòng)飛行器提供動(dòng)力。
該實(shí)驗(yàn)室于2019年8月開(kāi)放,不僅將利用深圳豐富的電池技術(shù)生態(tài)系統(tǒng),還將利用中國(guó)和亞洲的生態(tài)系統(tǒng),測(cè)試應(yīng)用于電力推進(jìn)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等廣泛領(lǐng)域的電池。
ACIC電池實(shí)驗(yàn)室除了會(huì)進(jìn)行電池安全性和耐久性測(cè)試之外,還致力于為存在已久的電池難題尋找解決方案。為了研發(fā)能夠用于商用特種領(lǐng)域的新型電池解決方案,ACIC團(tuán)隊(duì)將與包括比亞迪在內(nèi)的深圳本地電池企業(yè)進(jìn)行合作。
2、阿貢實(shí)驗(yàn)室研發(fā)新型電解質(zhì)改善硅負(fù)極循環(huán)壽命
外媒報(bào)道稱(chēng),美國(guó)能源部(DOE)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型電解質(zhì)混合物和添加劑,可以可使硅負(fù)極具有更高的表面穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性,從而改善鋰電池的循環(huán)壽命。
阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員研發(fā)了一種新型電解質(zhì)混合物和添加劑,包含幾種雙電荷或三電荷金屬陽(yáng)離子(Mg2+,Ca2+,Zn2+或Al3+)中的任何一種。這些增強(qiáng)的電解質(zhì)混合物,統(tǒng)稱(chēng)為“MESA”(代表硅陽(yáng)極的混合鹽電解質(zhì))。
在電池中測(cè)試的四種金屬鹽中,添加的帶有鎂(Mg2+)或鈣(Ca2+)陽(yáng)離子的電解質(zhì)鹽被證明在數(shù)百次充放電循環(huán)中效果最好。這些電池的能量密度比石墨鋰電池高出50%。
3、GS湯淺開(kāi)發(fā)新型硅電極制造固態(tài)電池
外媒報(bào)道稱(chēng),GS湯淺開(kāi)發(fā)了一種硅金屬電極,這種可以帶來(lái)更高的能量密度和更長(zhǎng)的使用壽命。與現(xiàn)有的鋰電池相比,其能量密度可以增加兩倍。
GS湯淺宣布,它已經(jīng)提高了金屬硅電極電池的庫(kù)侖效率和循環(huán)性能,主要方法是找到硅金屬的最佳粒徑和電極結(jié)構(gòu),以及使用多種不同的導(dǎo)電添加劑。
GS湯淺表示,這種極具前途的硅金屬電極可以用于開(kāi)發(fā)固態(tài)電池,為電動(dòng)汽車(chē)提供三倍能源?,F(xiàn)在需要進(jìn)一步改善該材料的循環(huán)穩(wěn)定性,計(jì)劃在2025年在電動(dòng)汽車(chē)電池中大規(guī)模使用硅金屬電極。