高镍电池是什么电池?
电池续航能力越长越好,这是大家都喜欢的,因此高能量密度电池的研发制造有向高镍电池的方向发展,而高镍电池是什么电池呢?相信很多对电池了解不多的朋友都比较想要了解的吧,下面就给大家详细介绍一下高镍电池吧。
所谓的高镍电池其实是指行业里面的NMC811电池,是指NMC(Ni-Mn-Co) 的阴极成分包含80%的镍、10%的锰和10%的钴比例的一种高能量密度锂电池。
格瑞普NMC811电池采用叠片软包电池工艺,该配方技术将大幅打破现有锂电池的能量密度,最高能量密度为275Wh/kg。700次循环后容量保持率可保持在80%以上,动态电压不平衡小于100mV。
高镍电池其实是三元锂电池,目前的市场产能布局和量产进度:
具体到三元电池正极材料领域,高镍材料具有能量密度较高的优势,其次,据测算,采用高镍材料后,电池综合单位成本下降幅度最高约在8%以上,成本优势明显。
供需矛盾带来的钴价波动也正在助推厂商向低钴高镍产品的转向。钴原料在三元正极材料中的成本占比较高,其价格在2018年持续走高,相比第一季度初期的52万元/吨,4月份上涨幅度超过20%,截至4月13日,钴价已经达到67.40万元/吨。
在降本增效的需求下,最有优势支撑前述300Wh/kg目标的高镍三元NCM811产品带着光环闪亮登场。
虽然仍有厂商宣称坚持磷酸铁锂电池路线不动摇,但市场上对更高能量密度的电池技术布局正在积极推进。从2017年开始,国内正极材料厂商陆续布局高镍产品,这些产能有望在2018年开始向市场供应,特别是NCM811产品的产能和产量受到高度瞩目。
国内动力电池企业方面,CATL、BYD、江西孚能、比克电池、国轩高科、天津力神、鹏辉能源等企业都已开展NCM811电池研发和生产。其中比克电池宣布已量产NCM811圆柱动力电池,能量密度可以达到232Wh/kg,并称300Wh/kg的产品也即将面世。鹏辉能源也透露,公司使用NCM811材料的圆柱电池已经量产并供货给相关整车厂。
加速放量的几大制约因素
虽然被普遍看好,但高镍电池NCM811产品在汽车动力电池领域实现规模化应用还任重而道远,目前NCM811产品在新能源汽车上的应用只有少数个案。
去年10月,参加全国量产车性能大赛的江淮iEV7S搭载了比克电池18650-2.75Ah电芯产品,成为国内NCM811产品在新能源汽车上应用的首个案例。
国际方面,韩国现代近期发布的KonaEV纯电动SUV,搭载了由LG化学提供的NCM811电芯电池,但该车型目前还没有大规模生产发售。
现阶段高镍产品加速应用放量仍存在以下瓶颈:
原材料稀缺。我国锂、钴、镍资源相对稀缺,国内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,有关专家预计锂、钴、镍分别将在2021年、2022年和2019年出现短缺。
制造能力制约。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。可以说目前国内尚不具备成熟的制备技术和大规模批量生产能力,甚至未来三年将出现一定数量的产能缺口。
安全问题待解。据上海捷新动力工程部副总工程师朱玉龙介绍,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。且高镍电池充电时产气会导致电池鼓胀也是一个待解的问题。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。
设备选型周期长。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。
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