鉅大LARGE | 點擊量：1063次 | 2020年03月06日
動力鋰電池究竟要續(xù)航還是要安全？
現(xiàn)如今將純電動汽車?yán)m(xù)航里程的長短，作為評判一輛車好壞的前提似乎是一件再正常不過的事情，很多車企也經(jīng)常用本款車型續(xù)航里程高達(dá)500公里，超越國內(nèi)一眾競爭對手的宣傳來吸引消費者的目光。不可否認(rèn)，關(guān)于大多數(shù)消費者而言，續(xù)航里程的提升可以很好的減少甚至消除“里程焦慮”，但伴隨而來的安全問題同樣值得消費者思考和關(guān)注。
被迫進(jìn)入811時代
隨著補(bǔ)貼政策的進(jìn)一步收緊，政府對電池能量密度及續(xù)航里程提出了更高的要求。2018年年初，四部委公布《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補(bǔ)貼政策的通知》（以下簡稱《通知》）?！锻ㄖ芬螅?018年補(bǔ)貼系數(shù)與能量密度掛鉤。乘用車想要拿到最高倍補(bǔ)貼系統(tǒng)能量密度需＞140Wh/kg；非快充類純電動客車要獲最高補(bǔ)貼同樣要＞140Wh/kg。
到2019年，調(diào)整后的《通知》顯示，可享受1倍補(bǔ)貼車型裝備的電池能量密度限制需不低于160Wh/kg，且這一限值在2020年將達(dá)到260Wh/kg。一邊是消費者的需求一邊是政策的要求，如何提高動力鋰電池的能量密度便成了近幾年最熱門的話題，再加上因鎳鈷鋁NCA電池技術(shù)壁壘高，且日企壟斷了NCA的材料市場，我國電池制造商在綜合技術(shù)條件、工藝、成本等多重因素下，大多只能選擇鎳鈷錳NCM的路線。
按照鎳、鈷、錳三者用量比例不同，鎳鈷錳三元鋰離子電池具體可細(xì)分為111型、523型、622型和811型等，現(xiàn)在市場上多以523和622型為主，單體能量密度在200Wh/kg。而811電池則一舉突破300Wh/kg，相當(dāng)于將能量密度提升了近50%，使得NCM811電池成為了多家我國電池制造商的最佳選擇。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
因此2018年也被稱為是我國電池的811元年。在那一年的五月，比克電池率先宣布3.0Ah圓柱18650電池NCM811的量產(chǎn)下線。隨后鵬輝能源也對外透露，公司NCM811材料的2.8Ah、3.0Ah圓柱18650電池已量產(chǎn)。當(dāng)然除了比克和鵬輝能源宣稱具備量產(chǎn)量力外，國內(nèi)有數(shù)家電池廠也都在去年對外公布了高鎳811的未來布局。
在這其中，動力鋰電池的兩大巨頭寧德時代和比亞迪的動作并不算快，寧德時代在今年實現(xiàn)了量產(chǎn)并裝車，但比亞迪的最終量產(chǎn)及應(yīng)用時間目前仍未公布。不過寧德時代雖不是最早布局并量產(chǎn)811電池的公司，但卻是第一個將811電池裝車的電池廠，而第一款搭載811電池并上市的車型便是寧德時代最早的合作伙伴寶馬于今年三月上市的X1PHEV。
811的優(yōu)勢與劣勢
那么到底何為811電池？除了能量密度高以外，它又有哪些優(yōu)劣勢？NCM811，即正極材料為鎳鈷錳，同時含量比例為80%：10%：10%的三元鋰離子電池，因鎳在鋰離子電池內(nèi)的重要作用就是拉高克容量，讓電池的能量密度更高，所以811電池也就成為了目前能量密度最高的鋰離子電池。
但鎳也是金屬活性高的元素，因此它的比重越大電池的安全性就越低。重要表現(xiàn)形式就是循環(huán)充電的容量損失和高溫環(huán)境容量加速衰減，長此以往，811電池的使用壽命便會下降，因熱失控導(dǎo)致的自燃風(fēng)險也將顯著上升。
其次，鈷作為三元鋰離子電池的關(guān)鍵材料，既可提高電池的穩(wěn)定性又可新增電池的循環(huán)壽命，對三元鋰離子電池起著至關(guān)重要的作用。但在811電池中，鈷的比重卻只占到了10%，安全隱患不容小覷。
不過鈷的價格是三種元素中最貴的，而且三元鋰離子電池市場經(jīng)過近幾年的開拓，鋰、鈷等金屬資源吃緊，尤其是金屬鈷，其成交價格更是從2016年的25.5-28萬元/噸漲到2017年年終的53.4萬元/噸，暴漲97.8%，而鎳的成交價格一直也就在10萬元人民幣/噸上下徘徊，錳的出廠價就更低了，基本只需1.3萬元人民幣/噸。可見811路線提升鎳降低鈷的含量，除了能最大程度的新增能量密度外，還能有效降低成本。
據(jù)悉，采用811材料生產(chǎn)的三元電芯，單位成本可相比523電芯下降約7%，核算成電池包成本后，綜合單位Wh成本下降幅度可達(dá)8%以上。
值得一提的是，特斯拉在2013年推出的第一款車采用的就是松下研發(fā)的鎳鈷鋁80%：15%：5%的三元鋰離子電池，而當(dāng)時我國新能源汽車普遍都在使用磷酸鐵鋰離子電池，這也就是為何特斯拉的續(xù)航里程在多年來都能保持絕對領(lǐng)先地位的原因。
安全性如何提升？
這樣看來，811電池的優(yōu)缺點都非常明顯，以至于輿論對它也呈現(xiàn)了兩種不同的聲音。一種認(rèn)為811電池是目前能量密度最高的電池，純電動汽車想要突破500公里、600公里甚至更高的續(xù)航瓶頸，發(fā)展811是不二法門；另一種則認(rèn)為，當(dāng)前的電池包防護(hù)技術(shù)還不足以保證811這種熱穩(wěn)定性較差電池的安全性，電池廠和主機(jī)廠全力以赴811并不明智。那難道就沒有辦法解決這個問題了嗎？
我國科學(xué)院院士、我國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高曾就高鎳動力鋰電池的安全問題進(jìn)行過詳盡的分析，他認(rèn)為提高高鎳電池的安全性目前重要有三個技術(shù)途徑。
首先需對電池包和正極材料進(jìn)行進(jìn)一步的研究。例如用單晶顆粒來替代多晶的正極材料，電池的熱穩(wěn)定性和安全性就都能得到一定的改善。
其次，對熱蔓延進(jìn)行阻隔，即在主導(dǎo)傳熱的路徑上加隔熱材料，形成“防火墻”的效果。而這種技術(shù)已經(jīng)在使用811電池的寶馬X1PHEV上有所應(yīng)用。
最后就是對熱失控的管理。目前寧德時代在這方面已經(jīng)可以實現(xiàn)提前15分鐘將可能引發(fā)熱失控的內(nèi)短路預(yù)警出來。
做到以上這些，也許811電池的安全性和耐用性就可實現(xiàn)巨幅提升。但就目前的現(xiàn)狀而言，811電池顯然還未達(dá)到最為成熟的狀態(tài)，對其過快投放市場的行為消費者除了擔(dān)憂也會進(jìn)一步打消購買純電動汽車的熱情，長遠(yuǎn)來看這并不是筆劃算的買賣。
