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特斯拉“直奔”640公里 三元?jiǎng)恿﹄姵豊CM激戰(zhàn)NCA

2018-06-25
關(guān)鍵詞: NCM 三元?jiǎng)恿﹄姵?/a>

  在過(guò)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(chē)市場(chǎng)上演。

  而打響最新一炮的仍舊新能源汽車(chē)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(chē)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(jiàn)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(kāi)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。

  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(wú)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(chē)企業(yè)來(lái)說(shuō),隨著補(bǔ)貼新政在6月12號(hào)的到來(lái),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(lèi)型來(lái)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(lái),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(lái)看,三元鋰已經(jīng)開(kāi)始超越磷酸鐵鋰,大有加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

  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。

  而跟據(jù)正極材料技術(shù)路線(xiàn),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(lèi)。

  根據(jù)正極材料的構(gòu)成,三元鋰電池分為NCA和NCM兩類(lèi)。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,但新材料在線(xiàn)?調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前還沒(méi)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(lái)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(mǎn)足高能量密度的要求,尤其是在乘用車(chē)領(lǐng)域,三元鋰優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯。”有熟悉的動(dòng)力電池企業(yè)人士告訴新材料在線(xiàn)?,磷酸鐵鋰目前更多應(yīng)用在電動(dòng)客車(chē)和電動(dòng)專(zhuān)用車(chē)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(lái)在接受采訪(fǎng)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?,要求電池能量密度高、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?chē)的需求。

  GGII發(fā)布的數(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%。

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  三元NCM“內(nèi)斗” 811后勁十足

  在三元鋰NCM動(dòng)力電池開(kāi)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(wú)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。

  新材料在線(xiàn)?了解得知,動(dòng)力鋰電池能量密度提升的方式主要有兩種:一是通過(guò)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(guò)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(kāi)始,到目前的622,正在小批量的811不斷進(jìn)化的原因所在?!本吐氂谝患覄?dòng)力電池企業(yè)研發(fā)部門(mén)的李峰告訴新材料在線(xiàn)?,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(xiàn)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)。”

  5月28日,當(dāng)升科技公告稱(chēng),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(wàn)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(wàn)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)CFO Chung Ho-Young在接受采訪(fǎng)時(shí)表示,將批量生產(chǎn)NCM 811正極材料的電池用于電動(dòng)公交車(chē),軟包電池仍是NCM622型應(yīng)用于大多數(shù)新能源汽車(chē)。

  SKI也計(jì)劃于8月份開(kāi)始量產(chǎn)用于電動(dòng)汽車(chē)的NCM811電池,起亞的Niro電動(dòng)車(chē)有可能成為第一款采用該電池的電動(dòng)車(chē)。

  特斯拉方面更是宣稱(chēng)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。


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