作为电动汽车核心零部件的动力电池，提高其能量密度不仅可以提升电动汽车的续驶里程,也关系到电池企业的竞争力。人们普遍认为,我国已是全球最大的电动汽车市场,这带动了我国电池市场蓬勃发展,产能规模较大,但技术水平上与日韩有较大的差距。
高镍化已成为全球动力电池企业共识。全球动力电池企业都在向着300KWh/Kg迈进,磷酸铁锂难担重任,三元材料有希望冲击。然而,现有的三元材料电池必须向高镍方向挺进才能实现。宁德时代新能源科技有限公司副总裁、首席科学家吴凯曾在演讲中提到,高镍三元材料有两种路线,分别是NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)。在高镍三元材料中,镍的主要作用是提供容量,其含量越高,电池的能量密度越大;钴元素在贡献一部分容量的同时起到稳定结构的作用;锰/铝主要用来稳定三元体系结构。
全球几家电池企业已经实现523或者622电池的生产,在冲击811的征途中,比克电池率先实现量产。而曾经信心满满的韩系企业,如今推迟应用于乘用车上。
韩国推迟上市
近日,有媒体报道,LG化学最近证实,今年公司将只是小规模生产用于电动公交车的NCM811圆柱形电池;SKI也将推迟NCM811动力电池的发布。LG化学和SKI都曾在2017年宣布旗下NCM811电池的具体量产时间和配套车型,现在推迟量产,表明韩国两大企业在生产中碰到了问题还没有完全解决。
LG化学和SKI都遇到了麻烦,三星SDI如何呢?三星SDI表示,2018年配套宝马的动力电池将从NCM523升级至NCM622,NCM811电池的应用时间要到2020年以后。
经过前段时间的沉寂后,韩国电池企业近期在国内又重新开始活跃。一位业内人士告诉记者,2020年即将到来,补贴将完全退出市场,外资企业与国内企业将在相对公平的环境下竞争,韩国电池企业想凭借自己的优势取得更多的市场份额。但是,推迟量产811 电池将会让他们的计划受挫。高镍化的811 电池不仅意味着能量密度更高,也表明较强的市场竞争力。
国内已量产811
韩国两大电池企业曾信心满满宣布NCM811 电池量产时间,如今推迟,NCM811的难度那么大吗?深圳比克电池首席技术官骆兆军博士告诉记者,高镍材料有两个难题,不仅碱度高,氧化性也是难题,这两个技术挑战成为许多企业研发高镍三元材料的“拦路虎”。比克通过对材料热特性研究和稳定成膜添加剂,陶瓷隔膜技术应用和结构件优化等多个方面最终完成了多层安全保证。
高镍材料优点很明显,缺点也非常突出。骆兆军还告诉记者,高镍三元电池只能用于圆柱电池,到目前为止,世界上没有任何一家电池企业能够把80%含量的高镍材料装进方形电池中,因为高镍电池的负极采用硅合金,将硅合金装进方形电池中比高镍化还难。
国内另一家大型电池企业的研发负责人也告诉记者,量产811电池相比以前的电池材料难度要大很多,而国内已有企业实现量产。记者从天津力神了解到,其前不久研发成功的电芯单体比能量达到302Wh/kg,也采用811路线,体积能量密度大于642Wh/L,25℃下1C充放电循环710次(100%DOD),容量保持率达到80%。
记者看到,比克电池生产的18650-2.75Ah电芯已配套零跑LP-S01电动汽车。比克电池副总裁王潘告诉记者,2017年初,比克电池已成功研发出18650-3.0Ah产品,在国内率先发布并实现量产,江淮大众SOL(思皓)品牌首款A0级SUV车型产品E20X将采用比克电池生产的18650-3.0Ah三元动力电芯;电池包还采用液冷电池安全管控技术,工况最大续航里程301km,最高车速为130km/h,预计9月正式上市。
降低钴需求
NCM811意味着电池中镍的含量占80%,钴占10%,锰占10%。从成份比例可以看到,动力电池高镍化减少了钴金属用量,目前,大多数企业的三元电池是523或者622,相比NCM811金属钴的用量都要多一倍。
金属钴已成为令全球电池企业头痛的材料,因为数量稀缺,各大企业纷纷抢夺资源导致价格一路攀升。2015年,全球精炼钴的供给量约为10.2万吨,而钴的需求量约为9.2万吨,钴价格保持相对平衡;2016年,钴价格开始稳步上涨,但速度并不快,保持在10万~15万元/吨之间;2017年开始钴价格一路上扬。有资料显示,2018年,钴价最高达到80万元/吨,目前有所回落,不过业内人士普遍认为,钴价回落可能是暂时性的,新能源汽车的需求旺盛,需求量增加必然再次刺激钴价上涨。
另外,一家不愿透露姓名的产业投资者告诉记者,金属钴的稀缺性、供需紧张、寡头控制、小品种等特点使其在期货市场容易被炒作,以及刚果(金)的时局等因素都成为钴价持续上张的动力源。
在新能源汽车补贴退坡和双积分政策压力下,汽车企业每年都会要求电池企业降低供货价格。整车企业对价格的“索取”越来越猛烈,而三元材料的钴价上涨很快,给电池企业带来负担,高镍化降低钴用量也能增强企业的产品竞争力。
文章来源：中国汽车报
