高鎳電池是什么電池?
電池續航能力越長(cháng)越好,這是大家都喜歡的,因此高能量密度電池的研發(fā)制造有向高鎳電池的方向發(fā)展,而高鎳電池是什么電池呢?相信很多對電池了解不多的朋友都比較想要了解的吧,下面就給大家詳細介紹一下高鎳電池吧。
所謂的高鎳電池其實(shí)是指行業(yè)里面的NMC811電池,是指NMC(Ni-Mn-Co) 的陰極成分包含80%的鎳、10%的錳和10%的鈷比例的一種高能量密度鋰電池。
格瑞普NMC811電池采用疊片軟包電池工藝,該配方技術(shù)將大幅打破現有鋰電池的能量密度,最高能量密度為275Wh/kg。700次循環(huán)后容量保持率可保持在80%以上,動(dòng)態(tài)電壓不平衡小于100mV。
高鎳電池其實(shí)是三元鋰電池,目前的市場(chǎng)產(chǎn)能布局和量產(chǎn)進(jìn)度:
具體到三元電池正極材料領(lǐng)域,高鎳材料具有能量密度較高的優(yōu)勢,其次,據測算,采用高鎳材料后,電池綜合單位成本下降幅度最高約在8%以上,成本優(yōu)勢明顯。
供需矛盾帶來(lái)的鈷價(jià)波動(dòng)也正在助推廠(chǎng)商向低鈷高鎳產(chǎn)品的轉向。鈷原料在三元正極材料中的成本占比較高,其價(jià)格在2018年持續走高,相比第一季度初期的52萬(wàn)元/噸,4月份上漲幅度超過(guò)20%,截至4月13日,鈷價(jià)已經(jīng)達到67.40萬(wàn)元/噸。
在降本增效的需求下,最有優(yōu)勢支撐前述300Wh/kg目標的高鎳三元NCM811產(chǎn)品帶著(zhù)光環(huán)閃亮登場(chǎng)。
雖然仍有廠(chǎng)商宣稱(chēng)堅持磷酸鐵鋰電池路線(xiàn)不動(dòng)搖,但市場(chǎng)上對更高能量密度的電池技術(shù)布局正在積極推進(jìn)。從2017年開(kāi)始,國內正極材料廠(chǎng)商陸續布局高鎳產(chǎn)品,這些產(chǎn)能有望在2018年開(kāi)始向市場(chǎng)供應,特別是NCM811產(chǎn)品的產(chǎn)能和產(chǎn)量受到高度矚目。
國內動(dòng)力電池企業(yè)方面,CATL、BYD、江西孚能、比克電池、國軒高科、天津力神、鵬輝能源等企業(yè)都已開(kāi)展NCM811電池研發(fā)和生產(chǎn)。其中比克電池宣布已量產(chǎn)NCM811圓柱動(dòng)力電池,能量密度可以達到232Wh/kg,并稱(chēng)300Wh/kg的產(chǎn)品也即將面世。鵬輝能源也透露,公司使用NCM811材料的圓柱電池已經(jīng)量產(chǎn)并供貨給相關(guān)整車(chē)廠(chǎng)。
加速放量的幾大制約因素
雖然被普遍看好,但高鎳電池NCM811產(chǎn)品在汽車(chē)動(dòng)力電池領(lǐng)域實(shí)現規?;瘧眠€任重而道遠,目前NCM811產(chǎn)品在新能源汽車(chē)上的應用只有少數個(gè)案。
去年10月,參加全國量產(chǎn)車(chē)性能大賽的江淮iEV7S搭載了比克電池18650-2.75Ah電芯產(chǎn)品,成為國內NCM811產(chǎn)品在新能源汽車(chē)上應用的首個(gè)案例。
國際方面,韓國現代近期發(fā)布的KonaEV純電動(dòng)SUV,搭載了由LG化學(xué)提供的NCM811電芯電池,但該車(chē)型目前還沒(méi)有大規模生產(chǎn)發(fā)售。
現階段高鎳產(chǎn)品加速應用放量仍存在以下瓶頸:
原材料稀缺。我國鋰、鈷、鎳資源相對稀缺,國內高鎳原材料現階段主要依賴(lài)進(jìn)口,容易受外部因素牽制。隨著(zhù)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的增長(cháng),有關(guān)專(zhuān)家預計鋰、鈷、鎳分別將在2021年、2022年和2019年出現短缺。
制造能力制約。高鎳三元材料的生產(chǎn)工藝較為復雜,對生產(chǎn)設備和環(huán)境要求較高,現有的生產(chǎn)線(xiàn)無(wú)法直接作為NCM811或NCA產(chǎn)線(xiàn)應用,需要重新設計和建造,增加大量資金投入??梢哉f(shuō)目前國內尚不具備成熟的制備技術(shù)和大規模批量生產(chǎn)能力,甚至未來(lái)三年將出現一定數量的產(chǎn)能缺口。
安全問(wèn)題待解。據上海捷新動(dòng)力工程部副總工程師朱玉龍介紹,鎳比例越高,正極材料的熱穩定性就越差。在遇到高溫、外力沖擊等情況時(shí),高鎳電池會(huì )存在安全隱患。且高鎳電池充電時(shí)產(chǎn)氣會(huì )導致電池鼓脹也是一個(gè)待解的問(wèn)題。作為應用到汽車(chē)產(chǎn)品中的關(guān)鍵部件,高鎳產(chǎn)品在安全方面仍然需要有更大程度的改進(jìn)。
設備選型周期長(cháng)。整車(chē)企業(yè)對新技術(shù)和新產(chǎn)品應用在車(chē)型時(shí)非常審慎,各大車(chē)企對電池供應商都有嚴格而復雜的認證程序,電池企業(yè)和產(chǎn)品都需要接受高難度的測試和驗證,所需時(shí)間較長(cháng)。