高镍三元是在现有技术体系最可行的商业化方案

作者: | 发布日期: 2020 年 03 月 02 日 11:29 | 分类: 产业资讯

目前,常见的动力锂电池主要有三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂等。钴酸锂在能量密度方面有着非常明显的优势,但是安全性方面却存在短板,因此使用的范围非常小。

而锰酸锂虽然抗过充能力强,且成本低,但循环性能较差,高温性能也不怎么好,因此多在低端或低速车辆上使用,所以市场份额越来越小。相比锰酸锂和钴酸锂技术的不如意,三元锂和磷酸铁锂则是当前市场上的主流方向。

三元锂和磷酸铁锂没有绝对的好坏之分,各有千秋。磷酸铁锂的优势在于,安全性高,循环寿命长,制造成本低。目前,磷酸铁锂主要使用在公交车上,而乘用车由于续航和客户体验要求较高,因此主要选择的是三元锂电池。

三元锂的优势在于,能量密度高,抗低温能力强,但因为热失控温度较低,所以对制作工艺要求高,且成本较高。

就三元电池领域而言,由于镍材料在提升能量密度方面的优势,高镍化已然成为当前产业研发的重点。目前,国内对NCM电池的研发,按照三元材料比例不同,分为111、523、622和811四种,其中881高镍电池成为重点突破方向,因为其是提升电芯能量密度的关键。

在动力电池领域,目前主要由中日韩三分天下。其中,韩国企业主要走的是高镍锂电池路线。因此高镍锂电池被认为是今后几年内动力电池的主力方向。所以,韩系动力电池企业的地位,一直都是举足轻重。

2020年1月,我国三元电池装机量1.58GWH,其中高镍三元(包托811及NCA)装机量为0.5GWH,市场份额占比达到32%,继续保持高速增长。

由于高镍三元可以提供更贴近消费者需求的续航能力、且能量密度高,因此高镍三元电池的发展趋势早已不是新闻了,国内外多种新能源车型都已先后搭载上了811电池。

根中国电池联盟了解,2020年元月,采用高镍三元电池的新能源车企有特斯拉、理想、蔚来、小鹏、威马、零跑、长江、广汽、东风、海马、江淮等。

从高镍三元电池生产供应商来看,目前,宁德时代、比亚迪、国轩高科、LG化学、SKI、三星SDI、比克、力神、远景AESC、蜂巢能源、塔菲尔、亿纬锂能、孚能科技、桑顿新能源、远东福斯特、鹏辉能源、卡耐新能源等电池企业,都有对NCM 811布局。

此外,国内材料厂容百科技的高镍三元材料出货量较为领先。据容百科技董事长白厚善表示,其NCM811高镍正极材料已经是技术成熟的产品,未来2至3年内,高镍产品仍会保持领先的市场份额,会成为其主要的业绩来源。

另外,LG化学是高镍三元电池供应商中的佼佼者,其通过高镍三元电池,成功导入了全球化顶尖汽车动力电池产业链。在全球范围内,LG化学主要的客户有,特斯拉、奥迪、大众、雷诺、通用、现代、福特、克莱斯勒、沃尔沃等。

2019年,全球锂离子动力电池出货总量为116.6GWh,其中LG化学实现出货量12.30GWh,同比增长64.00%,位列出货量排名第3位,全球市场份额为10.55%。

据外媒报道,前不久LG化学与浦项化工签署了一份供货合同,从2020年开始为期三年内,浦项化工将向LG化学提供12.5万吨高镍三元正极材料,合同金额高达15.9亿美元。

相比韩企,目前,我国高镍产品加速应用放量仍存在原材料稀缺、安全问题、制造能力制约、设备选型周期长等问题。

首先,我国的锂、钴、镍资源相对稀缺,高镍原材料现阶段主要依赖进口,容易受外部因素牵制。随着动力电池产业的增长,锂、钴、镍很有可能在2021年、2022年出现短缺。

其次,在高镍材料中,镍比例越高,正极材料的热稳定性就越差,在遇到高温、外力冲击等情况时,高镍电池会存在安全隐患。

此外,高镍电池充电时产气会导致电池鼓胀。作为应用到汽车产品中的关键部件,高镍产品在安全方面仍然需要有更大程度的改进。

另外,高镍三元材料的生产工艺较为复杂,对生产设备和环境要求较高,现有的生产线无法直接作为NCM811或NCA产线应用,需要重新设计和建造,增加大量资金投入。而我国目前尚不具备成熟的制备技术和大规模批量生产能力。

最后,整车企业对新技术和新产品应用在车型时非常审慎,各大车企对电池供应商都有严格而复杂的认证程序,电池企业和产品都需要接受高难度的测试和验证,所需时间较长。

而高镍正极材料的优势在于克容量较高,从各国动力电池技术路径规划来看,2020年动力电池电芯能量密度普遍将达到300Wh/kg以上,在现有技术体系中,高镍三元是最可行的商业化方案,三元正极高镍化趋势明朗。

 

文章来源:电池联盟

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