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811電池有什么優勢?

鉅大LARGE  |  點擊量:124次  |  2021年01月02日  

摘要
這幾年中國電力電池技術水平成長很快,成本降低也很多。從正極材料來講,現在逐漸走向高鎳的三元材料,最近大家都在談811電池;從負極來講,電解液、薄膜等材料都已走向量產。我們希望在2020年之前能量密度可

這幾年我國電力電池技術水平成長很快,成本降低也很多。從正極材料來講,現在逐漸走向高鎳的三元材料,最近大家都在談811電池;從負極來講,電解液、薄膜等材料都已走向量產。我們希望在2020年之前能量密度可以達到300WH/kg。


在最近的一次會議上,寧德時代副董事長黃世霖做了這樣一次發言。而在之前的媒體報道中,寧德時代有望在明年推出811電池。同樣,比亞迪也有這樣的計劃。


NCA技術壁壘高,且材料幾乎被日企壟斷


三元鋰離子電池是一種以鎳鈷元素作為正極材料,以錳鹽或鋁鹽來穩定化學架構的鋰離子電池。NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料由一定比例組合而成,而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成,每個字母對應的都是相關元素的化學首字母。由于這兩類鋰離子電池能量密度相對更高,還能夠平衡續航和穩定性,所以成為了電動汽車電池的首選。


那么,兩種電池都各自的優劣勢都是怎么樣的呢?


鎳鈷鋁電池,對制作工藝要求高且成本高,但鋁可以起到提高電池循環化學穩定性的用途,搭配在三元體系中,鎳含量可以得到一定提升,從而實現更高的電池能量密度。但是鎳鈷鋁晶體結構較鎳鈷錳不穩定,容易在較高溫度的情況下,發生崩塌導致熱失控,且pH值過高易使單體脹氣,進而引發危險。


鎳鈷錳電池內的錳元素較難穩定更多的鎳,導致目前鎳鈷錳體系能量密度稍低,所以續航表現不如鎳鈷鋁電池。但好處是,含錳三元體系熱穩定性更佳,同時鎳含量比例較少,因而作為動力鋰電池更為安全。


鎳鈷鋁NCA電池材料的技術壁壘高,目前產量重要集中在日韓,我國量產較少。重要供應商有住友金屬(Sumitomo)、日本化學產業株式會社和戶田化學(Toda),韓國的Ecopro和GSEM也有少量產品銷售。


811電池漸成國內趨勢,但還要解決安全性問題


從能量需求看,NCA電池的確更加有優勢。不過,綜合考慮制造工藝、成本、還有目前的技術條件,我國的電池公司當下重要還是集中在生產NCM。


在NCM電池中,按照鎳鈷錳三者含量的不同,NCM材料可分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等,其中后面的數字代表的是鎳鈷錳的比例。從行業趨勢看,目前國內主流動力類正極材料是NCM523。


但是,由于電動汽車廠家對電池續航里程要求越來越高,國內的動力鋰電池廠商也紛紛把重點投向高鎳三元方向。因為隨著鎳元素含量的升高,三元正極材料的比容量逐漸升高,電芯的能量密度也會隨之提高。而另一方面,而且作為稀有金屬的鈷價格不斷上漲,高鎳體系的NCM811將成為未來重要的發展方向。目前,NCM811材料技術日漸成熟,并開始逐漸釋放產量,形成小批量試用。


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