车载动力电池高镍减钴成趋势 技术门槛需一关关过(2)
高镍电池中国企业话语权不高 商业化普及尚需时日
尽管811三元体系材料受到业界追捧,但其技术短板导致的商业化之路也是现实问题。
技术层面镍元素具备不稳定特性,高镍电池生产制造过程当中容易出现循环性能减弱、安全性能下降、充电效率降低等不良反应。而在存储和生产工艺层面难度更大,高镍三元材料在存储使用过程中容易吸潮成果冻状,不易调浆和极片涂布,对生产设备的各项性能要求非常高。
另外高镍材料必须在纯氧环境中,且必须用氢氧化锂做锂源进行高温合成,所以正极材料企业采用的窑炉材质必须耐氧气腐蚀,耐碱腐蚀,但国内的制备技术鲜有能够达到标准的。即便设备达标,高镍811动力电池还有包括热管理系统、供应体系重塑等问题需要解决。
高镍三元动力电池领域中国企业话语权确实不高,目前这一领域商业化做的最好的是松下,其应用在特斯拉Model 3上的21700圆柱型电池,通过改良高镍正极材料和硅碳负极材料的应用,电池能量密度达到20%的提升。
除松下外,韩国锂电巨头LG化学、SKI、三星SDI也都在积极备战高镍811电池,此前现代发布的 Kona EV 纯电动SUV,其电池由LG化学提供采用NCM811电芯。
另一家韩国电池企业SKI也在去年宣布,开始量产NCM811电池,用于能量储存系统的电池,并在2018年第三季度提供用于电动汽车的电池。
而三星SDI主要的战略合作是宝马,根据宝马的规划,i3要在2018年才会使用NCM622,2012年才会用上NCM811的产品,相对比较保守。
最新消息, LG化学和SKI NCM811电池计划有所推迟,虽然在批量商业化层面无法大批量供给车企使用,但两家企业的技术储备仍不容轻视。回到国内企业,当前宁德时代旗下新能源汽车动力电池主要是NCM523电池,从NCM523直接跨越至NCM811,宁德时代还需攻克不少难题。
长远的看,想要达到2020年及以后的动力电池能量密度发展要求,现有的液体电解质电池体系恐怕无能为力。固态锂电池则有望成为下一代车用动力电池主导技术路线。
由于不需要电解液和隔膜,而是由固态电解质取代,相同能量密度下,固态电池的厚度会更小。重量方面,在使用固态电解质后,石墨负极可用金属锂替代,以减轻负极材料的用量,使整个电池重量明显减轻。同时,更高的安全性,更好的快速充电能力也是其较目前锂离子电池的优势。在集成进电动汽车时,固态电池还具有结构紧凑、规模可调、设计弹性大等利于整车集成的特点。
综合而言,近年来材料成本的降低、电池性能的提升是NCM811发展的推动力,但受技术挑战压力NCM811真正实现商业化运用还需时日,现阶段中国电池企业仍需要踏踏实实一步步的跨过技术门槛。
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