鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1951次 | 2018年06月27日
三元NCM“內(nèi)斗” 811后勁十足
在過去的兩年里，一場(chǎng)圍繞著“能量密度與續(xù)航里程”的爭(zhēng)奪戰(zhàn)正在中國(guó)乃至于全球新能源汽車市場(chǎng)上演。
而打響最新一炮的仍舊新能源汽車領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊特斯拉。
據(jù)外媒報(bào)道，日前特斯拉CEO馬斯克表示，特斯拉在電池技術(shù)方面獲突破性進(jìn)展，能量密度再提升30%，并且生產(chǎn)成本大幅下降，特斯拉車型的續(xù)航里程可達(dá)到640km以上。如果電池原材料價(jià)格穩(wěn)定，在2018年年底特斯拉可將電池單體成本降至100美元/kWh。
在年初的投資者見面會(huì)上，特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電池開始量產(chǎn)，并強(qiáng)調(diào)這是目前可量產(chǎn)電池中能量密度最高且成本最低的電池，根據(jù)特斯拉披露的信息，在現(xiàn)有條件下，其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右。
提升30%的能量密度意味著特斯拉采用的動(dòng)力電池能量密度已經(jīng)在330Wh/kg。
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-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
而特斯拉所采用的的恰恰是國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)幾乎還無法量產(chǎn)的三元鋰NCA正極材料。
對(duì)于國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)亦或是新能源汽車企業(yè)來說，隨著補(bǔ)貼新政在6月12號(hào)的到來，與續(xù)航里程直接相關(guān)的電池能量密度再次受到業(yè)界的矚目，三元?jiǎng)恿﹄姵?/a>正成為主流，在三元鋰內(nèi)部，NCM622甚至是NCM811更多取代了原有的NCM523。
三元與磷酸鐵鋰之爭(zhēng)
據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，從不同電池材料類型來看，2017年1—12月三元鋰電池裝機(jī)量為16.04千兆瓦時(shí)，占比為44.01%;磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量為17.97千兆瓦時(shí)，占比為49.29%;錳酸鋰電池裝機(jī)量為1.48千兆瓦時(shí)，占比為4.06%。
從數(shù)據(jù)看來，似乎三元鋰與磷酸鐵鋰目前平分天下，磷酸鐵鋰的份額還要更高一些。但從2018年前四個(gè)月的情況來看，三元鋰已經(jīng)開始超越磷酸鐵鋰，大有加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。
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據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜是動(dòng)力電池的四大主要材料，其中正極材料占到總成本的40%，還直接決定著電芯的能量密度。
而根據(jù)正極材料技術(shù)路線，動(dòng)力電池可主要分為磷酸鐵鋰、三元鋰(NCA/NCM)和錳酸鋰電池三類。
根據(jù)正極材料的構(gòu)成，三元鋰電池分為NCA和NCM兩類。NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成，而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構(gòu)成。
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主流的三元鋰就是NCM，其中量產(chǎn)型號(hào)主要為NCM523和NCM622，NCM811國(guó)內(nèi)有量產(chǎn)還不多，但記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前還沒有大規(guī)模的NCM811電池出貨。
在三元材料中，鎳主要的作用是提供容量，含量越高電池的能量密度越大，所以在三元鋰中鎳的比例越來越大，從523中的50%到622中的60%再到811中的80%。
“磷酸鐵鋰受到材料特性的制約，很難滿足高能量密度的要求，尤其是在乘用車領(lǐng)域，三元鋰優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯?！睒I(yè)內(nèi)人士表示，磷酸鐵鋰目前更多應(yīng)用在電動(dòng)客車和電動(dòng)專用車領(lǐng)域，安全性更好。
合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司工程研究院副院長(zhǎng)楊續(xù)來在接受采訪時(shí)也坦誠(chéng)，現(xiàn)階段三元鋰電池的發(fā)展趨勢(shì)，得益于國(guó)家政策導(dǎo)向?qū)Ω弑饶芰侩姵氐囊螅箅姵啬芰棵芏雀?、續(xù)航里程遠(yuǎn)。三元鋰電池?fù)碛懈叩谋饶芰亢捅裙β剩铣擞密嚨男枨蟆?/p>
數(shù)據(jù)顯示，2018年1-5月動(dòng)力電池裝機(jī)總電量約12.67GWh，同比增長(zhǎng)224%。其中5月動(dòng)力電池裝機(jī)總電量約4.50GWh，同比增長(zhǎng)213%。
而在這4.50GWh的裝機(jī)總電量中，三元鋰達(dá)到了2.36GWh，占比52.44%。
三元NCM“內(nèi)斗”811后勁十足
在三元鋰NCM動(dòng)力電池開始占據(jù)優(yōu)勢(shì)之時(shí)，NCM內(nèi)部不同型號(hào)體系之間正你爭(zhēng)我趕，從目前的情況看，NCM523無疑占據(jù)優(yōu)勢(shì)，而NCM622和NCM811攜其更高的鎳含量也就是能量密度大殺器正快步追趕。
據(jù)悉，動(dòng)力鋰電池能量密度提升的方式主要有兩種：一是通過對(duì)鋰電池材料體系機(jī)理性能的改進(jìn)以提升電芯單體比能量，此種方式對(duì)材料研發(fā)及匹配性要求非常高。二是通過對(duì)型號(hào)及工藝的生產(chǎn)控制，做大電芯規(guī)格增加容量。國(guó)內(nèi)三元電池企業(yè)普遍采用的向高鎳系進(jìn)軍就屬于第一種方式。
“鎳含量越高，電池能量密度越大，這也就是目前國(guó)內(nèi)三元NCM從最早的111開始，到目前的622，正在小批量的811不斷進(jìn)化的原因所在。”就職于一家動(dòng)力電池企業(yè)研發(fā)部門的員工表示，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)的622已經(jīng)大量量產(chǎn)，811產(chǎn)品部分企業(yè)有小量產(chǎn)能，還有些企業(yè)的811產(chǎn)品還在中試階段。
市場(chǎng)信息可知，目前主流的NCM523能量密度可以達(dá)到160-200wh/kg，而NCM622和NCM811分別可以達(dá)到230wh/kg和280wh/kg。所以要實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池能量密度的高要求和續(xù)航里程的延長(zhǎng)，高鎳三元材料必須加快發(fā)展。
國(guó)軒高科董秘馬桂富在近日接待機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)表示，公司新建的三元622升級(jí)版電池產(chǎn)線目前正在進(jìn)行緊張的安裝調(diào)試工作，目前進(jìn)展順利，計(jì)劃七月份投產(chǎn)?！澳壳叭?22升級(jí)版電池組系統(tǒng)能量密度已可達(dá)到140wh/kg以上。同時(shí)，三元811電池研發(fā)進(jìn)展符合預(yù)期，預(yù)計(jì)2019年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)?！?/p>
5月28日，當(dāng)升科技公告稱，公司與江蘇省常州市金壇區(qū)金城科技產(chǎn)業(yè)園管理委員會(huì)簽署合作協(xié)議，擬在金壇金城科技產(chǎn)業(yè)園合作建設(shè)鋰電新材料產(chǎn)業(yè)基地，項(xiàng)目首期規(guī)劃年產(chǎn)能5萬噸，計(jì)劃投資30億元，分三個(gè)階段建設(shè)。該項(xiàng)目總體規(guī)劃用地約1600畝，計(jì)劃建成年產(chǎn)10萬噸鋰電新材料產(chǎn)業(yè)基地。
當(dāng)升科技董秘辦工作人員表示，上述項(xiàng)目主要為NCM811為主的高鎳三元正極材料。
LG化學(xué)CFOChungHo-Young在接受采訪時(shí)表示，將批量生產(chǎn)NCM811正極材料的電池用于電動(dòng)公交車，軟包電池仍是NCM622型應(yīng)用于大多數(shù)新能源汽車。
SKI也計(jì)劃于8月份開始量產(chǎn)用于電動(dòng)汽車的NCM811電池，起亞的Niro電動(dòng)車有可能成為第一款采用該電池的電動(dòng)車。
特斯拉方面更是宣稱其所采用的NCA電池能量密度全市場(chǎng)最高，且鈷含量低于其他企業(yè)的NCM811電池。
NCA和NCM誰將勝出
在電池能量密度和續(xù)航里程競(jìng)賽中，目前特斯拉已經(jīng)遙遙領(lǐng)先于其它企業(yè)，除了高鎳的比拼，更改電池尺寸來提升電池能量密度也是有特斯拉掀起的。其與松下聯(lián)合開發(fā)的21700電池能量密度遠(yuǎn)高于18650型電池單體。單體電芯能量密度的提升要遠(yuǎn)高于成組后提升的20%幅度。這也引發(fā)了2017年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)由18650向21700的轉(zhuǎn)換。
近日，國(guó)家發(fā)改委向有關(guān)單位下發(fā)了《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定(征求意見稿)》(以下簡(jiǎn)稱《意見稿》)。其中，意見稿要求新建動(dòng)力電池項(xiàng)目擬生產(chǎn)的產(chǎn)品，除滿足國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)滿足能量型車用動(dòng)力電池單體比能量應(yīng)不低于300瓦時(shí)/千克，系統(tǒng)比能量應(yīng)不低于220瓦時(shí)/千克。
而這對(duì)于目前市場(chǎng)上動(dòng)力電池單體能量密度平均在240左右的國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)來說無疑是巨大挑戰(zhàn)。
“300的能量密度國(guó)內(nèi)也有不少企業(yè)宣稱能達(dá)到，但實(shí)際上基本都是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，量產(chǎn)基本達(dá)不到?！睒I(yè)內(nèi)人士表示，目前主流的NCM523和NCM622基本不可能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，NCM811和NCA就成為很多企業(yè)的希望。
“NCA材料的性能是最優(yōu)的，如果應(yīng)用到位的話，NCA的性能是超過NCM811?！绷帜涡履茉碈EO于英超在此前接受采訪時(shí)表示，公司產(chǎn)能以NCA為主，同時(shí)也有少部分NCM811。
但被特斯拉寵愛的三元NCA卻不是誰都能愛的。
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)研究部主任周波表示，NCA的生產(chǎn)工藝條件更為苛刻，制作工藝存在門檻。
據(jù)了解，NCA材料對(duì)環(huán)境濕度的敏感度高于NCM811，因此對(duì)電池生產(chǎn)過程的要求更為嚴(yán)格。國(guó)內(nèi)企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)能力面臨著巨大的考驗(yàn)。
但數(shù)據(jù)顯示，包括杉杉、力神、澳洋順昌等的三元NCA已經(jīng)開始小量出貨。
“公司率先順利實(shí)現(xiàn)NCA高鎳體系的量產(chǎn)化導(dǎo)入，并順利通過國(guó)家強(qiáng)制檢驗(yàn)?！卑难箜槻亓治娜A表示。
桑頓新能源的NCA三元材料年產(chǎn)也達(dá)到了6000噸。
隨著三星SDI、LG化學(xué)、SK等動(dòng)力電池巨頭的在華合資企業(yè)進(jìn)入白名單，政策補(bǔ)貼退坡后國(guó)外巨頭的加速進(jìn)入，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的淘汰賽將更加殘酷。
