高鎳電池是什么電池?
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是指行業里面的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次循環后容量保持率可保持在80%以上,動態電壓不平衡小于100mV。
高鎳電池其實是三元鋰電池,目前的市場產能布局和量產進度:
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,采用高鎳材料后,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。
供需矛盾帶來的鈷價波動也正在助推廠商向低鈷高鎳產品的轉向。鈷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,鈷價已經達到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產品帶著光環閃亮登場。
雖然仍有廠商宣稱堅持磷酸鐵鋰電池路線不動搖,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產品,這些產能有望在2018年開始向市場供應,特別是NCM811產品的產能和產量受到高度矚目。
國內動力電池企業方面,CATL、BYD、江西孚能、比克電池、國軒高科、天津力神、鵬輝能源等企業都已開展NCM811電池研發和生產。其中比克電池宣布已量產NCM811圓柱動力電池,能量密度可以達到232Wh/kg,并稱300Wh/kg的產品也即將面世。鵬輝能源也透露,公司使用NCM811材料的圓柱電池已經量產并供貨給相關整車廠。
加速放量的幾大制約因素
雖然被普遍看好,但高鎳電池NCM811產品在汽車動力電池領域實現規?;瘧眠€任重而道遠,目前NCM811產品在新能源汽車上的應用只有少數個案。
去年10月,參加全國量產車性能大賽的江淮iEV7S搭載了比克電池18650-2.75Ah電芯產品,成為國內NCM811產品在新能源汽車上應用的首個案例。
國際方面,韓國現代近期發布的KonaEV純電動SUV,搭載了由LG化學提供的NCM811電芯電池,但該車型目前還沒有大規模生產發售。
現階段高鎳產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進口,容易受外部因素牽制。隨著動力電池產業的增長,有關專家預計鋰、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工藝較為復雜,對生產設備和環境要求較高,現有的生產線無法直接作為NCM811或NCA產線應用,需要重新設計和建造,增加大量資金投入??梢哉f目前國內尚不具備成熟的制備技術和大規模批量生產能力,甚至未來三年將出現一定數量的產能缺口。
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。且高鎳電池充電時產氣會導致電池鼓脹也是一個待解的問題。作為應用到汽車產品中的關鍵部件,高鎳產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產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復雜的認證程序,電池企業和產品都需要接受高難度的測試和驗證,所需時間較長。