鉅大LARGE | 點擊量:918次 | 2020年03月31日
國產(chǎn)NCA進程為何停滯
和NCM811電池裝機量大幅上升相比,動力NCA的應(yīng)用卻沒有太大起色。
當(dāng)前,在新能源乘用車領(lǐng)域,三元電池已經(jīng)成為主流。而從技術(shù)路線來看,中日韓都在往高鎳方向發(fā)展,但日本公司重要以NCA為主;韓國公司為NCM+NCA;我國公司則以NCM為主,極少涉及NCA。
多位業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為,國內(nèi)動力NCA產(chǎn)業(yè)化進程緩慢,一方面是由于NCA電池的制造工藝要求更高,技術(shù)壁壘高。在制造工藝、材料使用等方面,我國電池公司與日韓公司還存在一定差距。
另一方面,當(dāng)前能夠規(guī)模量產(chǎn)供貨NCA材料的重要為日韓公司,重要供應(yīng)日韓電池公司,對我國公司比較提防,且價格昂貴。而國產(chǎn)NCA材料在制造工藝、原材料制備等方面還有待突破。
此外,當(dāng)前國內(nèi)新能源乘用車使用的三元電池重要以523和811為主,主機廠對NCA電池的使用熱情并不高,下游市場需求不足。
同時,在高鎳形態(tài)下,NCA和NCM811的能量密度差距并不明顯,但NCA材料價格高于NCM811,這也阻礙了NCA在國內(nèi)動力市場上的應(yīng)用步伐。
當(dāng)前,國產(chǎn)NCA僅在高端電動工具、小動力等領(lǐng)域有批量應(yīng)用,但在電動汽車領(lǐng)域卻沒有太大發(fā)展,甚至有部分NCA電池公司已經(jīng)退出動力市場。
客觀來看,國產(chǎn)NCA產(chǎn)業(yè)化進程能否加速重要取決于上游原材料成熟量產(chǎn)和電池制造工藝突破,以及下游市場需求升溫。從當(dāng)前情況來看,NCA在國內(nèi)動力市場大規(guī)模應(yīng)用還存在一定的距離。
三星SDI試水方形NCA能量密度提升20%
在新能源汽車?yán)m(xù)航里程提高和鈷價不斷高漲的雙重刺激之下,高鎳體系的NCM811和NCA電池已經(jīng)成為市場競逐的熱點。
從電池制造來看,NCM811重要以方形和軟包為主,而NCA則以圓柱為主。目前NCA電池做得最好,供應(yīng)量最大的是日本松下,其NCA電芯重要供貨特斯拉。
不過,近期三星SDI宣布將擴建其匈牙利廠,并采用堆疊工藝生產(chǎn)方形NCA電池,實現(xiàn)能量密度進一步提升和制造成本進一步降低。
外媒報道稱,三星SDI計劃向韓國的Philoptics公司采購20臺設(shè)備擴充其匈牙利哥德電池廠的產(chǎn)量,計劃在2030年之前在匈牙利投資12萬億韓元(約9.94億美元),將其月產(chǎn)量逐漸提升到1800萬個電芯。
值得注意的是,三星SDI將在該廠生產(chǎn)高鎳NCA方形電池,也就是被稱為下一代電池的“Gen5”電池,計劃于2021年實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
據(jù)了解,這是三星SDI首次將鎳含量超過80%的NCA材料用于方形電池,采用堆疊的方法取代之前的卷繞方法。
三星SDI表示,得益于這些新材料和新技術(shù),Gen5電池的能量密度將比目前量產(chǎn)的電池高出20%以上,每千瓦時的電池成本降低約20%或更多,充滿電一次續(xù)航或超過600km。
“方形電池用NCA在技術(shù)上沒有問題,其能量密度更高,容量更大,所以會比圓柱電池有優(yōu)勢?!币晃?a href="/keywords/dlldc/" class = "seo-anchor" data-anchorid=126 target="_blank">動力鋰電池公司技術(shù)高層對高工鋰電表示,方形電池采用NCA體系沒有問題,都是高鎳體系,但能量密度能夠提升多少還不好說。
相比NCM,NCA電池的制造難度更大,由于高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性較差,導(dǎo)致電池的安全性下降,因此NCA電池要從電芯設(shè)計、電源系統(tǒng)設(shè)計、電源使用等環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)可靠的安全設(shè)計。
此外,NCA在充放電過程存在嚴(yán)重的產(chǎn)氣,這會導(dǎo)致電池鼓脹變形,循環(huán)及擱置壽命下降,電池存在安全隱患,所以通常采用耐壓的圓柱電池殼制作。
當(dāng)前,包括松下、LG化學(xué)、三星SDI、天鵬、力神、德朗能等中日韓電池公司,基本都采用圓柱形式生產(chǎn)NCA電池,這重要是基于生產(chǎn)工藝和成本的考量。
而三星SDI此次采用疊片方式生產(chǎn)方形NCA電池,并宣稱在能量密度和制造成本等方面都進行了優(yōu)化,或?qū)⒔o其它電池公司在量產(chǎn)NCA方面供應(yīng)一些借鑒參考,從而提升NCA電池的在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。
日韓壟斷國際市場國產(chǎn)NCA仍需努力
事實上,除了制造工藝難度大之外,成熟原材料供應(yīng)缺失也是阻礙國產(chǎn)NCA大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2019年我國鋰電正極材料出貨量40.4萬噸,同比上升32.5%。其中,三元正極材料出貨量19.2萬噸,占比47.6%,同比增幅40.7%。
三元材料出貨量新增重要受國內(nèi)動力鋰電池端以及小動力(電動工具、自行車)等領(lǐng)域上升帶動,加之國外重要動力鋰電池公司出貨量上升,帶動國內(nèi)三元材料出口量新增導(dǎo)致。
在高鎳材料方面,2019年國內(nèi)NCM811出貨量超過20000噸,重要應(yīng)用在動力鋰電池領(lǐng)域。其中僅寧德時代裝機就達2GWh;而NCA出貨量僅3500噸左右,重要應(yīng)用在電動工具、3C數(shù)碼電池領(lǐng)域。
多位業(yè)內(nèi)人士對高工鋰電表示,國產(chǎn)NCA產(chǎn)業(yè)化進程緩慢的一個重要原因是原材料配套供應(yīng)缺失,國產(chǎn)NCA材料還沒形成大規(guī)模量產(chǎn)供貨的能力。
當(dāng)前,國際上實現(xiàn)NCA材料批量供貨的有住友金屬、日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學(xué)和韓國ECOPRO,重要供應(yīng)松下、索尼、LG化學(xué)和三星SDI。
而國內(nèi)NCA出貨量最大的是貝特瑞,小批量供應(yīng)的有天津巴莫、容百科技、長遠鋰科、杉杉能源、當(dāng)升科技等。
天津巴莫總經(jīng)理吳孟濤對高工鋰電表示,巴莫具備NCA產(chǎn)量1萬噸,三元材料2萬噸的生產(chǎn)量力,目前已經(jīng)實現(xiàn)NCA批量供貨。
吳孟濤指出,NCA材料的生產(chǎn)工藝更高,技術(shù)難度更大,因此在產(chǎn)業(yè)化方面進展比較緩慢。再加上下游市場需求比較小,價格比較昂貴,導(dǎo)致國產(chǎn)NCA供應(yīng)較少。
目前,國內(nèi)量產(chǎn)NCA電池的公司重要有天鵬電源、力神電池、上海德朗能、創(chuàng)明電池等少數(shù)幾家。但當(dāng)前NCA基本上都用在電動工具和數(shù)碼等領(lǐng)域,只有力神和德朗能在電動汽車上實現(xiàn)少量裝車應(yīng)用。
例如,天鵬電源NCA體系圓柱電池已經(jīng)于2017年實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),并在上汽通用五菱、知豆等電動微型車上實現(xiàn)批量配套,成為動力NCA電池裝機的代表。
但在2019年,天鵬電源將鋰離子電池業(yè)務(wù)重心轉(zhuǎn)為堅持以小型動力鋰電池(包含電動工具、電動二輪車/摩托車/叉車/AGV車,及掃地機器人/吸塵器等配套的動力鋰電池)為主,大幅減少新能源汽車行業(yè)產(chǎn)品供貨。
“國內(nèi)本身能量產(chǎn)NCA材料的公司比較少,加上價格比較貴,市場需求小,所以很難做起來?!鄙掀菽茈姵叵到y(tǒng)部主任工程師朱玉龍認(rèn)為,國內(nèi)NCA材料想要發(fā)展起來要有龍頭電池公司的帶動,形成穩(wěn)定的供需供應(yīng)鏈。
朱玉龍指出,三星SDI此前就確定了方形NCA的技術(shù)路線,其NCA材料由三星和Ecoprobe成立的合資公司供應(yīng),電池重要供應(yīng)給寶馬,形成了較為完整的供應(yīng)鏈。
業(yè)內(nèi)人士表示,由于目前國內(nèi)主機廠還沒有大規(guī)模市場NCA的需求,國產(chǎn)NCA材料也還需在產(chǎn)品性能方面進一步提升。而電池公司也要根據(jù)市場需求選擇自身的技術(shù)路線,不能盲目發(fā)展。
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