高鎳電池是什麽電池?
電池續航能力越長越好,這是大家都喜歡的,因此高能量密度電池的研發制造有向高鎳電池的方向發展,而高鎳電池是什麽電池呢?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是指行業裏面的NMC811電池,是指NMC(Ni-Mn-Co) 的阴极成分包含80%的镍、10%的锰和10%的钴比例的一种高能量密度锂电池。
格瑞普NMC811電池采用叠片软包电池工艺,该配方技术将大幅打破现有锂电池的能量密度,最高能量密度为275Wh/kg。700次循环后容量保持率可保持在80%以上,动态电压不平衡小于100mV。
高鎳電池其實是三元锂電池,目前的市場産能布局和量産進度:
具體到三元電池正極材料領域,高鎳材料具有能量密度較高的優勢,其次,據測算,采用高鎳材料後,電池綜合單位成本下降幅度最高約在8%以上,成本優勢明顯。
供需矛盾帶來的钴價波動也正在助推廠商向低钴高鎳産品的轉向。钴原料在三元正極材料中的成本占比較高,其價格在2018年持續走高,相比第一季度初期的52萬元/噸,4月份上漲幅度超過20%,截至4月13日,钴價已經達到67.40萬元/噸。
在降本增效的需求下,最有優勢支撐前述300Wh/kg目標的高鎳三元NCM811産品帶著光環閃亮登場。
雖然仍有廠商宣稱堅持磷酸鐵锂電池路線不動搖,但市場上對更高能量密度的電池技術布局正在積極推進。從2017年開始,國內正極材料廠商陸續布局高鎳産品,這些産能有望在2018年開始向市場供應,特別是NCM811産品的産能和産量受到高度矚目。
国内动力电池企业方面,CATL、BYD、江西孚能、比克电池、国轩高科、天津力神、鹏辉能源等企业都已开展NCM811電池研发和生产。其中比克电池宣布已量产NCM811圆柱动力电池,能量密度可以达到232Wh/kg,并称300Wh/kg的产品也即将面世。鹏辉能源也透露,公司使用NCM811材料的圆柱电池已经量产并供货给相关整车厂。
加速放量的幾大制約因素
雖然被普遍看好,但高鎳電池NCM811産品在汽車動力電池領域實現規模化應用還任重而道遠,目前NCM811産品在新能源汽車上的應用只有少數個案。
去年10月,參加全國量産車性能大賽的江淮iEV7S搭載了比克電池18650-2.75Ah電芯産品,成爲國內NCM811産品在新能源汽車上應用的首個案例。
国际方面,韩国现代近期发布的KonaEV纯电动SUV,搭载了由LG化学提供的NCM811電芯电池,但该车型目前还没有大规模生产发售。
現階段高鎳産品加速應用放量仍存在以下瓶頸:
原材料稀缺。我國锂、钴、鎳資源相對稀缺,國內高鎳原材料現階段主要依賴進口,容易受外部因素牽制。隨著動力電池産業的增長,有關專家預計锂、钴、鎳分別將在2021年、2022年和2019年出現短缺。
制造能力制約。高鎳三元材料的生産工藝較爲複雜,對生産設備和環境要求較高,現有的生産線無法直接作爲NCM811或NCA産線應用,需要重新設計和建造,增加大量資金投入。可以說目前國內尚不具備成熟的制備技術和大規模批量生産能力,甚至未來三年將出現一定數量的産能缺口。
安全問題待解。據上海捷新動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,高鎳電池會存在安全隱患。且高鎳電池充電時産氣會導致電池鼓脹也是一個待解的問題。作爲應用到汽車産品中的關鍵部件,高鎳産品在安全方面仍然需要有更大程度的改進。
設備選型周期長。整車企業對新技術和新産品應用在車型時非常審慎,各大車企對電池供應商都有嚴格而複雜的認證程序,電池企業和産品都需要接受高難度的測試和驗證,所需時間較長。
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