
雖然把電池能量密度弄得太高,可能就容易出現(xiàn)起火等安全問(wèn)題。但是高能量的“珠穆朗瑪峰”還是必須要爬的。通常來(lái)講,NCM電池要實(shí)現(xiàn)更高能量密度,目前主要有兩種實(shí)現(xiàn)路徑,一種是簡(jiǎn)單粗暴式的增加鎳含量的NCM811,另一種是走高電壓中鎳的NCM5系或6系路線。
就如今看來(lái), LG新能源、寧德時(shí)代等曾經(jīng)急不可耐要推出的NCM811似乎并不順利,甚至有些“欲速則不達(dá)”。而高電壓中鎳似乎有借機(jī)上位之勢(shì),成為攀登能量密度高峰的主力之一。
今年上海車展上,幾何汽車全新改款車型幾何A Pro正式上市。首次搭載了鎳55新型NCM523電池,擁有183Wh/kg高能量密度、70kW/h高容量電池包,NEDC基準(zhǔn)續(xù)航提升到600km。此前,吉利已經(jīng)基于高電壓鎳55電池技術(shù)推出了幾何C,其動(dòng)力電池能量密度包為183.23Wh/kg,NEDC續(xù)航里程550公里。
除此之外,吉利今年重點(diǎn)推出的極氪001搭載最大100kWh的電池包,也是采用NCM523高電壓技術(shù),其NEDC續(xù)航達(dá)到712km。由于使用了4.35V高電壓?jiǎn)尉щ姵胤桨福^普通三元鋰電池的4.2V高出0.15V,獲得更高的電芯能量密度,可達(dá)250Wh/kg。
值得一提的是,去年11月,蔚來(lái)汽車上線了100kWh電池包,電芯采用了寧德時(shí)代鎳55三元電芯。而寧德時(shí)代此前為榮威ER 6配套的高電壓NCM523電池,系統(tǒng)能量密度已經(jīng)提升到180Wh/kg以上。而上述提到的幾何C,電池供應(yīng)商也是寧德時(shí)代。
今年3月,動(dòng)力電池新勢(shì)力領(lǐng)湃新能源也發(fā)布了一款高電壓中鎳VDA355電池產(chǎn)品,能量密度達(dá)240Wh/kg以上。模組結(jié)構(gòu)件采用輕量化設(shè)計(jì)、采集線集成化設(shè)計(jì)等技術(shù),使其能量密度超過(guò)222Wh/kg,可滿足目前主流的500-600公里長(zhǎng)續(xù)航車型要求。據(jù)悉,目前該產(chǎn)品已經(jīng)完成了階段性試制和驗(yàn)證,并將于今年量產(chǎn)。
此外,去年欣旺達(dá)對(duì)外發(fā)布“不起火”電池包,其電芯也是5系的高電壓三元材料鎳5X。同時(shí),瑞浦能源也推出了高電壓4.35V Ni55+石墨體系產(chǎn)品,相關(guān)產(chǎn)品電芯能量密度已做到245Wh/kg,且開(kāi)始批量裝車應(yīng)用。
01、NCM811“欲速則不達(dá)”
實(shí)際上,在中鎳5系受追捧之前,高鎳NCM811才是當(dāng)仁不讓的“高能量”香餑餑。早在去年7月,寶馬旗下首款純電SUV--iX3全球首發(fā),搭載了寧德時(shí)代提供的NCM811電池。此前,寧德時(shí)代曾于2019年年初公開(kāi)宣稱,公司811產(chǎn)品已量產(chǎn)。除了寶馬iX3外,蔚來(lái)ES6、小鵬P7、合眾U、金康SF5等不少電動(dòng)車型,也都搭載寧德時(shí)代811電池。
除此之外,遠(yuǎn)景AESC早在2017年就開(kāi)始布局NCM811電池;蜂巢能源在2019年就亮相了其研發(fā)的86Ah 2C 快充電芯,正極材料采用NCM811體系;國(guó)軒高科此前曾表示,預(yù)計(jì)到2020年實(shí)現(xiàn)三元811軟包電池量產(chǎn);而力神電池研發(fā)的NCM811電池技術(shù)也不斷取得突破并裝機(jī)。
此外,孚能科技、億緯鋰能、比亞迪、塔菲爾、桑頓新能源、鵬輝能源、卡耐新能源等電池生產(chǎn)企業(yè)在NCM811研發(fā)上的進(jìn)程也都在加速。不過(guò),雖然眾多企業(yè)紛紛發(fā)力811,但是目前實(shí)現(xiàn)裝機(jī)的并不多,而且由于安全問(wèn)題頻發(fā),裝機(jī)情況遠(yuǎn)不及預(yù)期。
根據(jù)相關(guān)報(bào)道,自去年5月起,廣汽新能源AionS發(fā)生了多起自燃事故,其搭載的動(dòng)力電池即為NCM811電池,盡管當(dāng)時(shí)官方并未指出具體成因,但是坊間分析或與811電池有關(guān),這愈發(fā)加重行業(yè)和消費(fèi)者對(duì)于811電池安全性的擔(dān)憂和疑慮。
而從國(guó)際上來(lái)看,電池企業(yè)對(duì)NCM811持謹(jǐn)慎態(tài)度。SKI早在2017年就曾對(duì)外宣布將量產(chǎn)NCM811電池,不過(guò)后來(lái)又宣布推遲量產(chǎn);2019年現(xiàn)代發(fā)布Kona 純電動(dòng)SUV,將采用LG生產(chǎn)的NCM 811軟包電池,但LG后來(lái)也表示將推遲量產(chǎn);而三星SDI表示,目前給車企供應(yīng)的電池只是NCM622,而NCM811則要到2021年以后。
值得注意的是,此前有傳言稱,寧德時(shí)代將放棄研發(fā)多年的NCM811電池。但寧德時(shí)代相關(guān)人士表示,不會(huì)放棄NCM811電池的研發(fā),NCM811電池是占領(lǐng)高端市場(chǎng)的必由之路,且NCM811還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到技術(shù)天花板,將來(lái)續(xù)航里程達(dá)到800公里、1000公里也有可能。
此后,寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群宣布,“我們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的811三元電池系統(tǒng),可輕松通過(guò)熱擴(kuò)散測(cè)試,時(shí)間不是5分鐘,而是永遠(yuǎn)不起火。”雖然如此,但是行業(yè)內(nèi)811高鎳電池裝車延緩,卻是不爭(zhēng)的事實(shí)。
02、高電壓中鎳5系“后來(lái)居上”
NCM811“欲速則不達(dá)”,而中鎳5系卻后來(lái)者居上。對(duì)此,業(yè)內(nèi)分析指出,單晶材料相對(duì)于傳統(tǒng)的多晶材料更適合做高電壓,高電壓的單晶材料,解決了鎳5系三元材料能量密度低的痛點(diǎn),能夠在接近811能量密度的前提下,同時(shí)也兼顧了安全性和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
“正是單晶材料內(nèi)部沒(méi)有晶界的存在,在多次循環(huán)后幾乎無(wú)粉碎現(xiàn)象出現(xiàn),對(duì)于三元材料的循環(huán)穩(wěn)定性提升明顯,也因此,即便鎳55電芯在持續(xù)充放電過(guò)程中,被針刺穿也僅僅是發(fā)煙、發(fā)熱而不會(huì)起火燃燒。”業(yè)內(nèi)人士分析道。
據(jù)欣旺達(dá)相關(guān)負(fù)責(zé)人透露,欣旺達(dá)采用單晶高電壓鎳5X體系材料,產(chǎn)熱比其它體系要低至少18%;熱穩(wěn)定性(熱失控溫度)也比其它體系高30%以上;能量密度方面,由于單晶材料電壓更高,通過(guò)提升單晶材料電壓,鎳5X能量密度已經(jīng)接近目前的高鎳材料體系。
領(lǐng)湃新能源董事長(zhǎng)徐煥新也表示,公司之所以選擇高電壓中鎳作為第一款主打產(chǎn)品,主要是基于兩個(gè)方面的考慮:首先是能量密度高,通過(guò)高電壓和中鎳結(jié)合,能夠達(dá)到高鎳體系的水平。第二是安全好,安全是整個(gè)汽車行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn),而中鎳的安全性會(huì)比高鎳體系更有優(yōu)勢(shì)。
而在成本方面,目前鎳55三元單晶高電壓材料成本要比NCM811低15%左右。蔚來(lái)汽車總裁秦力洪曾透露,目前采用NCM811電芯的蔚來(lái)84kWh電池包,單位成本要比采用鎳55電芯的100kWh電池包和采用傳統(tǒng)NCM523電芯的70kWh電池包都要高。
雖說(shuō)如此,但業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,NCM811電池在能量密度、成本等方面的潛力尚未完全釋放出來(lái)。因此,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,所謂的中鎳電池取代811電池只是一段插曲,動(dòng)力電池向高鎳低鈷發(fā)展的中長(zhǎng)期趨勢(shì)并未改變。