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811,长期前景仍然乐观

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NCM811生产、应用难度大

目前,国内真正大规模量产的电池企业也只有宁德时代,力神和比克电池。

与此相对应的是,韩国电池企业的谨慎。2017年8月,外媒报道了LG化学、SKI将在2018年推出用于电动汽车的NCM811电池。但是,就在宣布几个月后,这些计划被推迟了。 目前来看,LG化学对特斯拉供货的就是NCM811圆柱电池;SKI对ARCFOXαT供货的是软包NCM811电池。而且ARCFOXαT的量也不是很大。

也就是说,在此之前,国际上NCM811的方形和软包电池,没有大规模的推广。

这恐怕与NCM811电池生产和应用难度大有关。

一家外资电池厂研发负责人陶博士表示,NCM811材料受其高镍含量、表面残碱高、热稳定性差等因素的制约,对正极材料生产厂家及电池企业的生产制造环境及技术水平,提出了更高的要求,因而在一定程度上限制了高镍材料的大规模商业化。

从正极材料角度讲,随着镍含量提高,三元材料的热分解温度降低,放热量增大,带来电池的安全性能变差,这是材料的本征特性。电池的安全性是一项系统工程,不单单来自于正极材料,还与电芯结构设计、电解液配方、隔膜特性、模组和电池包的安全设计、生产过程控制等因素息息相关。

从生产制造角度来看,高镍材料对环境湿度控制的要求更高,会带来制造成本的上升。 值得是注意的是,国内力神和比克的NCM811电池是圆柱电池;而宁德时代是方形电池。

在马先生看来,热失控安全管控方面,圆柱电芯比方形容易些。也有意见认为,圆柱电芯数量倍增,管控难度也就倍增。

不过,全面考察电动汽车的安全,从电芯到模组到系统,再到整车,应该是系统协作,如果出现自燃等事故,可以说是系统失效,不能将矛头直指电芯。在模组、系统和整车层面,整车厂、动力电池厂是否做好相应防护?这一点,也需要从业者明晰。

要知道,外国动力电池厂商高镍产品同样也已经供货,但我们并没有观察到自燃多发的现象。因此,不能就此判了811这一材料路线的死刑。

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811长期前景仍然乐观

马先生还认为,车企采用高压5系,目前是过渡方案,随着技术及制成成熟度的提升,未来还会回归NCM811电池。

因为车企最终还是会追求更高能量密度的电池,镍含量还会提高。

陶博士对此进一步解释说,对于中镍材料,提高电压可实现电池能量密度的提升,满足部分客户的当前需求;但是对于更高能量密度的追求,高镍材料仍是未来的趋势,无法实现对高镍材料的全面替代。

随着成组效率的提升,大模组和 CTP这些设计一定程度上提升了5系在电池包里的能量密度;但结构空间上不能一味激进设计,会带来电池可制造性和一致性的问题。而且也不能完全弥补5系原本的能量密度缺陷,在超长里程和超高能量密度车型上,NCM811还是比较可行的方案。

上述车企总工程师张先生也提到,如果车企要做到600-700公里续驶里程,NCM811电池就是必需了。

陶博士认为,NCM811还是有潜力可挖的。例如在安全设计上,NCM811电池需要多加防护,但得益于可设计的结构空间比较多,安全性能也能够可观地迭代升级。

一位电池材料生产企业副总经理于先生也认为,产品从前景看还是比较期待,安全问题需要时间来突破,对于NCM811来说,后期如果做到四元无钴产品的话,安全性能够得到更好提升,将会有革命性的进步。“这次起火事件给我们敲响了警钟,还是不能够冒进,这对国内使用NCM811可能会有影响,但还是挡不住行业发展趋势。”

固态电解质也是NCM811电池提升安全性的一个可行性方案。固态电解质燃点高、无腐蚀、不挥发,不存在漏液问题。因此安全性可以再次大幅度提升。

不可否认的是,接连的起火事故,导致NCM811电池短期内的萎缩或许不可避免。但是长期看,随着技术进步NCM811安全性和电池热管理能力会不断提升,未来NCM811电池仍然具有较强竞争力。

此外,比亚迪刀片电池、宁德时代CTP以及江淮蜂窝电池等产品的推出,也让电池企业不再过分追求高镍产品带来的能量密度提升,行业已经从唯能量密度论,发展到各种技术创新百家争鸣的阶段。

这次起火事件,也对电池企业敲响了警钟,冒进不可取,新技术一定要各方充分验证方可大量采用,否则将对新能源汽车产业发展带来极大打击。

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