在動力
電池行業(yè)的賽道上,中國“選手”NCM523和NCM333在穩(wěn)步奔跑,NCM622正奮力追趕,更具潛力的NCM811剛從起跑線起步,但勢頭很猛。
NCM333、NCM523、NCM622、NCM811是三元動力電池的幾種細分類型。三元動力電池指的是正極材料為按一定比例調配的鎳鹽、鈷鹽、鋁/錳鹽的鋰電池,即鎳鈷鋁(NCA)或鎳鈷錳(NCM)。
由于鎳鈷鋁電池的研制難度較大,其核心技術仍掌握在日本企業(yè)手中。鎳鈷鋁材料的主要供應商業(yè)也以住友金屬、日本化學產業(yè)株式會社和戶田化學等日企為主。目前國內研制鎳鈷鋁電池的企業(yè)相對較少。
更多企業(yè)使用的是鎳鈷錳材料。鎳的作用在于提升材料的體積能量密度,鈷用于提高材料的循環(huán)和倍率性能,錳主要用于提高安全性和結構穩(wěn)定性。
按照鎳鈷錳的混合比例,鎳鈷錳材料按照鎳含量由低到高,又可分為333、523、622、811等。目前,國內使用NCM523材料的電池比能量可達到160-200Wh/Kg,NCM622可達約230Wh/Kg,而NCM811/NC入超過3億元。
正視差距
與中國電池企業(yè)相比,日韓企業(yè)在高鎳電池上已先行一步。
其中,日本松下可謂一路領先。從2008年開始向特斯拉配套供應圓柱電池開始,松下不斷改進正極材料,并先后推出了NCM18650電池和比能量高達340Wh/kg的NCA21700電池。
韓國企業(yè)也較早布局NCM811電池。其中,LG化學計劃在將推出第三代軟包動力電池,單體電芯能量密度目標為270-280wh/kg,比目前量產的能量密度高出50%。已方形電池為主要產品的三星SDI則在研發(fā)其第4代電池,單體能量密度可達270-280 Wh/kg,預計2021-2022年間實現量產,第5代電池將于2023年以后量產,電池單體能量密度將達到300Wh/kg。
高工產業(yè)研究院的數據顯示,上述三家韓國電池企業(yè)2017年的研發(fā)投入高達35億元、28億元和10億元。
然而,韓國企業(yè)的高鎳電池研發(fā)進程并不如想象的順利。此前,LG化學、SK創(chuàng)新相繼宣布推遲其NCM811電池量產計劃。多位電池業(yè)內人士猜測,推遲量產的主要原因在于NCM811軟包及方形電池的安全性還存在缺陷。
王芳表示,品質控制是企業(yè)在競爭中勝出的關鍵,產品性能、安全、壽命和成本是否能夠與對手去競爭,才是企業(yè)需要重點關注的。
“擁有高一致性、高安全性的電池才更有市場競爭力。” 墨柯在采訪中提到,近年來,中國電池行業(yè)在技術和規(guī)模上發(fā)展迅速,電池技術與日韓企業(yè)的差距已不大,但中國電池企業(yè)在一致性上仍落后一大截,中國領先的電池企業(yè),距離日韓企業(yè)有近兩到三年的差距。
一致性,是指電池包內全部電芯全生命周期內全部特性參數的一致性,單個電芯容量衰減、內阻增長以及老化速度的不一致,將直接影響電池包的壽命,甚至是電動汽車的安全。
“日韓企業(yè)生產過程中的不良產品已達到萬里挑一,中國企業(yè)還做不到。” 墨柯說。
安全命門
中科院院士歐陽明高曾在公開演講中多次強調,“對于高比能量動力電池來說,安全性是第一位。”
多位電池業(yè)內人士在接記者采訪時表示,近來頻繁發(fā)生的電動汽車自燃,與目前市場上過度強調提高電池能量密度而忽視安全問題密切相關。
隨著6月12日新能源汽車補貼新政的正式實施,對動力電池比能量的要求明顯提高,由去年的80Wh/kg提升至120Wh/kg。未來,該指標還將進一步提升。
中國汽車技術研究中心的數據顯示,2017年,中國動力電池的平均比能量為115Wh/kg左右,這一數字在2018年已快速增長至139Wh/kg。過半車型都能拿到1.1倍補貼。
按照2018年純電動乘用車國家補貼表述和技術要求,電池比能量達到140Wh/kg的可獲得1.1倍的補貼,高于160Wh/kg的按1.2倍補貼。
猛獅科技研究院院長鄧中一認為,單純追求高能量密度是件高風險的事情,必然會犧牲動力電池的安全性和循環(huán)壽命。“只有在保證安全,以及成本和壽命都可接受的情況下,高能量密度才有意義。”他指出。
“目前車企對高鎳811材料電池的需求非常旺盛,但出于安全考慮,暫時還不敢大量使用該種電池。”一位不愿具名的電池行業(yè)分析師告訴界面新聞記者。
他指出,企業(yè)為了達到政策對于能量密度的要求、拿到補貼,在快速壓低售價、有限的研發(fā)成本和時間投入的壓力下,往往會選擇在安全性上有所退讓。
但高鎳811材料并不是導致安全性下降的主導因素。李艷斌向界面新聞記者表示,電池的安全性并不是某一種材料決定的,而是由系統決定,這其中既包括隔膜、電解液、工藝和生產管控,也包括電池管理系統和PACK。
“提高電池能量密度,不只需要進行材料改進,不能把安全壓力過于集中在電池上,應對全過程進行改進。”她說。
(責任編輯:子蕊)