而打響最新一炮的仍舊新能源汽車領域的領頭羊特斯拉。
據(jù)外媒報道,日前特斯拉CEO馬斯克表示,特斯拉在電池技術方面獲突破性進展,能量密度再提升30%,并且生產(chǎn)成本大幅下降,特斯拉車型的續(xù)航里程可達到640km以上。如果電池原材料價格穩(wěn)定,在2018年年底特斯拉可將電池單體成本降至100美元/kWh。
在年初的投資者見面會上,特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電池開始量產(chǎn),并強調這是目前可量產(chǎn)電池中能量密度最高且成本最低的電池,根據(jù)特斯拉披露的信息,在現(xiàn)有條件下,其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右。
特斯拉Model3
提升30%的能量密度意味著特斯拉采用的動力電池能量密度已經(jīng)在330Wh/kg。
而特斯拉所采用的的恰恰是國內(nèi)動力電池企業(yè)幾乎還無法量產(chǎn)的三元鋰NCA正極材料。
對于國內(nèi)動力電池企業(yè)亦或是新能源汽車企業(yè)來說,隨著補貼新政在6月12號的到來,與續(xù)航里程直接相關的電池能量密度再次受到業(yè)界的矚目,三元動力電池正成為主流,在三元鋰內(nèi)部,NCM622甚至是NCM811更多取代了原有的NCM523。
三元與磷酸鐵鋰之爭
據(jù)數(shù)據(jù)顯示,從不同電池材料類型來看,2017年1—12月三元鋰電池裝機量為16.04千兆瓦時,占比為44.01%;磷酸鐵鋰電池裝機量為17.97千兆瓦時,占比為49.29%;錳酸鋰電池裝機量為1.48千兆瓦時,占比為4.06%。
從數(shù)據(jù)看來,似乎三元鋰與磷酸鐵鋰目前平分天下,磷酸鐵鋰的份額還要更高一些。但從2018年前四個月的情況來看,三元鋰已經(jīng)開始超越磷酸鐵鋰,大有加速增長的態(tài)勢。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,正極材料、負極材料、電解液和隔膜是動力電池的四大主要材料,其中正極材料占到總成本的40%,還直接決定著電芯的能量密度。
而跟據(jù)正極材料技術路線,動力電池可主要分為磷酸鐵鋰、三元鋰(NCA/NCM)和錳酸鋰電池三類。
根據(jù)正極材料的構成,三元鋰電池分為NCA和NCM兩類。NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成,而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成。
目前國內(nèi)市場主流的三元鋰就是NCM,其中量產(chǎn)型號主要為NCM523和NCM622,NCM811國內(nèi)有量產(chǎn)還不多,但目前還沒有大規(guī)模的NCM811電池出貨。
在三元材料中,鎳主要的作用是提供容量,含量越高電池的能量密度越大,所以在三元鋰中鎳的比例越來越大,從523中的50%到622中的60%再到811中的80%。
“磷酸鐵鋰受到材料特性的制約,很難滿足高能量密度的要求,尤其是在乘用車領域,三元鋰優(yōu)勢愈發(fā)明顯。”磷酸鐵鋰目前更多應用在電動客車和電動專用車領域,安全性更好。
合肥國軒高科動力能源有限公司工程研究院副院長楊續(xù)來在接受采訪時也坦誠,現(xiàn)階段三元鋰電池的發(fā)展趨勢,得益于國家政策導向對高比能量電池的要求,要求電池能量密度高、續(xù)航里程遠。三元鋰電池擁有更高的比能量和比功率,更符合乘用車的需求。
?數(shù)據(jù)顯示,2018年1-5月動力電池裝機總電量約12.67GWh,同比增長224%。其中5月動力電池裝機總電量約4.50GWh,同比增長213%。
而在這4.50GWh的裝機總電量中,三元鋰達到了2.36GWh,占比52.44%。
三元NCM“內(nèi)斗” 811后勁十足
在三元鋰NCM動力電池開始占據(jù)優(yōu)勢之時,NCM內(nèi)部不同型號體系之間正你爭我趕,從目前的情況看,NCM523無疑占據(jù)優(yōu)勢,而NCM622和NCM811攜其更高的鎳含量也就是能量密度大殺器正快步追趕。
據(jù)了解,動力鋰電池能量密度提升的方式主要有兩種:一是通過對鋰電池材料體系機理性能的改進以提升電芯單體比能量,此種方式對材料研發(fā)及匹配性要求非常高。二是通過對型號及工藝的生產(chǎn)控制,做大電芯規(guī)格增加容量。國內(nèi)三元電池企業(yè)普遍采用的向高鎳系進軍就屬于第一種方式。
“鎳含量越高,電池能量密度越大,這也就是目前國內(nèi)三元NCM從最早的111開始,到目前的622,正在小批量的811不斷進化的原因所在。”目前國內(nèi)企業(yè)的622已經(jīng)大量量產(chǎn),811產(chǎn)品部分企業(yè)有小量產(chǎn)能,還有些企業(yè)的811產(chǎn)品還在中試階段。
市場信息可知,目前主流的NCM523能量密度可以達到160-200wh/kg,而NCM622和NCM811分別可以達到230wh/kg和280wh/kg。所以要實現(xiàn)對動力電池能量密度的高要求和續(xù)航里程的延長,高鎳三元材料必須加快發(fā)展。
國軒高科董秘馬桂富在近日接待機構調研時表示,公司新建的三元622升級版電池產(chǎn)線目前正在進行緊張的安裝調試工作,目前進展順利,計劃七月份投產(chǎn)。“目前三元622升級版電池組系統(tǒng)能量密度已可達到140wh/kg以上。同時,三元811電池研發(fā)進展符合預期,預計2019年實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。”
5月28日,當升科技公告稱,公司與江蘇省常州市金壇區(qū)金城科技產(chǎn)業(yè)園管理委員會簽署合作協(xié)議,擬在金壇金城科技產(chǎn)業(yè)園合作建設鋰電新材料產(chǎn)業(yè)基地,項目首期規(guī)劃年產(chǎn)能5萬噸,計劃投資30億元,分三個階段建設。該項目總體規(guī)劃用地約1600畝,計劃建成年產(chǎn)10萬噸鋰電新材料產(chǎn)業(yè)基地。
當升科技董秘辦工作人員表示,上述項目主要為NCM811為主的高鎳三元正極材料。
LG化學CFO Chung Ho-Young在接受采訪時表示,將批量生產(chǎn)NCM 811正極材料的電池用于電動公交車,軟包電池仍是NCM622型應用于大多數(shù)新能源汽車。
SKI也計劃于8月份開始量產(chǎn)用于電動汽車的NCM811電池,起亞的Niro電動車有可能成為第一款采用該電池的電動車。
特斯拉方面更是宣稱其所采用的NCA電池能量密度全市場最高,且鈷含量低于其他企業(yè)的NCM811電池。