鉅大LARGE | 點擊量:1216次 | 2018年07月21日
關于鋰離子電池在國內(nèi)NCA布局進展大起底
根據(jù)工信部《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》的要求,2020年動力電池單體能量密度需要達到300Wh/kg,這成為整個鋰電行業(yè)努力攻關的目標之一。
而國內(nèi)電池企業(yè)目前使用的主流材料,例如NCM111、NCM523等,已無法滿足更高續(xù)航里程的要求,促使國內(nèi)企業(yè)向更高比容量的電池材料布局。為了滿足能量密度的要求,并完美避開鈷價高峰,各大鋰電池企業(yè)競相轉(zhuǎn)向高鎳三元體系的研發(fā)。
高鎳三元的優(yōu)勢明顯,且高鎳三元擁有NCM和NCA兩種路線。據(jù)起點研究(SPIR)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2017年NCA三元電池的裝機量為286.5MWh,同比增長229%,是2016年87MWh的三倍多。
雖然NCA三元電池如此高的增長率赫然在目,且新能源汽車巨頭特斯拉也選擇了松下的NCA電池,但是國內(nèi)電池廠家和車企卻更多選擇了NCM的研發(fā)路線,著實令人稱奇。
為此,鋰電大數(shù)據(jù)記者做如下分析:
NCA和NCM的孰優(yōu)孰劣?
目前,高鎳三元材料是最能夠在節(jié)省成本的同時,提升三元正極材料的比容量,并達到電芯能量密度高要求的電池材料?,F(xiàn)階段,國內(nèi)主流路線是NCM,其中NCM622和NCM811體系材料,能量密度可達到230Wh/kg和280Wh/kg,()點該鏈接可了解高鎳NCM811進展詳情。
如今NCM811進展如火如荼且量產(chǎn)在即,讓人不禁想起同為高鎳三元的NCA材料。雖然暫無數(shù)據(jù)對比NCA和NCM材料孰優(yōu)孰劣,但是作為同樣具備優(yōu)勢NCA材料卻被國內(nèi)企業(yè)“遺忘”。
知乎上某位網(wǎng)友解釋:“NCA的穩(wěn)定性差,國內(nèi)雖具備生產(chǎn)NCA的條件,但是整體使用上技術還不成熟?!?br/>
其實在技術路線上,NCA材料比NCM材料的生產(chǎn)工藝和條件更為苛刻。其難點在于生產(chǎn)制作過程中,前驅(qū)體的制備和焙燒工藝,對相關設備的要求很高。而設備極嚴格的要求,又伴隨著成本的提高。同時NCA高鎳材料的堿性較高,需要純氧環(huán)境、濕度控制在10%以下,無疑加大量產(chǎn)難度和資金投入,對國內(nèi)企業(yè)形成很大的挑戰(zhàn)。
資金投入意味著成本增加,而動力電池占據(jù)新能源汽車近一半的成本。僅此一點,就很難讓人趨之若鶩。
業(yè)內(nèi)某電池企業(yè)博士表示:“NCA我認為非常適合做乘用車的動力電池,但是中國企業(yè)目前必須解決材料關、工藝關和專利關,難度比較大。目前,各企業(yè)都有一定布局,什么時候市場能夠擴大還很難判斷?!?br/>
少有企業(yè)選NCA,該路線為何“被遺忘”
陳立泉院士表示:“更為關鍵的原因在于可能中國車企想用,但未必駕馭得了。特斯拉的整車設計和電池系統(tǒng)控制能力并非大多數(shù)中國車企短期內(nèi)可以模仿和超越?!?br/>
從全球新能源汽車的現(xiàn)狀看,能夠充分發(fā)揮NCA三元電芯的車企,就是特斯拉。特斯拉的整車設計和電池系統(tǒng)管理控制技術,能夠有效規(guī)避高能量密度引發(fā)的熱失控。
中國作為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)與消費國,國內(nèi)鋰電池企業(yè)為了配合主機廠的需求,也在積極研發(fā)高容量電池。如卓能、力神、比克等先后進行NCA電池的試制階段。
可事實上,在主機廠挑選符合需求的動力電池之時,NCA電池由于其特殊性,也要擇優(yōu)“挑選”主機廠,而國內(nèi)能夠使用NCA電池的車企屈指可數(shù)。
由此可見,被特斯拉寵愛的NCA高鎳三元電池,不是誰都能愛得起的。也不知,中國NCA材料市場何時爆發(fā)?
國內(nèi)的NCA進展如何?
由于NCA材料的技術壁壘高,目前我國量產(chǎn)較少,產(chǎn)能主要集中在日韓企業(yè)。早在2016年,日、韓兩國的NCA產(chǎn)量就達到了2.68萬噸。而直至2018年,我國企業(yè)幾乎處于研發(fā)或小規(guī)模中試的階段。部分電池企業(yè)進展如下:
德朗能于2017年量產(chǎn)了NCA電池
據(jù)悉,上海德朗能已經(jīng)研發(fā)成功并大批量使用3.2Ah的NCA電芯,且能量密度達到250Wh/kg。該產(chǎn)品不僅一致性非常高,且性能良好。于2017年的出貨量大于300Mwh,主要配套東風和小鵬汽車的乘用車。
天鵬電源拿下寶駿E200車型供貨權
據(jù)悉,澳洋順昌旗下鋰電池子公司天鵬電源已自主研發(fā)并量產(chǎn)了NCA體系電池,系統(tǒng)能量密度達160Wh/kg,在3GWh的總產(chǎn)能中,有2GWh可量產(chǎn)NCA和NCM811高鎳圓柱電池。
不久前,天鵬電源對外宣傳,將為上汽通用五菱寶駿E200車型配套NCA電池。同時,天鵬電源將加快推出NCA21700系列電芯,還將于今年年底擴產(chǎn)2GWh,并計劃2019年繼續(xù)擴產(chǎn)3GWh。
天津力神研發(fā)NCA電芯能量密度超過300wh/kg
據(jù)悉,天津力神電池股份有限公司研發(fā)的NCA三元高比能量動力鋰電池,單體能量密度達到302Wh/Kg,體積能量密度大于642Wh/L,25℃下1C充放電循環(huán)710次(100%DOD),容量保持率達到80%;目前循環(huán)285次(100%DOD)容量保持率高達96%。為開發(fā)出比能量300Wh/kg、循環(huán)壽命1500次的鋰離子電池單體奠定了基礎。
猛獅科技投資建設NCA三元前驅(qū)體電池正極材料
去年12月29日,猛獅科技全資子公司福建猛獅新能源科與宜城市人民政府簽署了《關于投資建設NCA三元前驅(qū)體電池正極材料項目合同》,福建猛獅在宜城雷大工業(yè)園區(qū)投資總額為2億元人民幣,建設NCA三元前驅(qū)體電池正極材料項目。
其他企業(yè)
據(jù)悉,CATL在NCA三元鋰電方面有豐富的技術儲備;鵬輝能源已量產(chǎn)NCA電池用于消費數(shù)碼領域,動力的NCA電池在研發(fā)中;比亞迪的NCA高鎳三元布局,預計2年內(nèi)完成,可沿用現(xiàn)有生產(chǎn)線;當升科技新增產(chǎn)線可以生產(chǎn)NCA等全型號動力多元材料……
除了電池企業(yè),國內(nèi)已有部分材料企業(yè)研發(fā)并量產(chǎn)NCA材料。
國外以量產(chǎn)NCA材料的企業(yè)有:日本的住友金屬、日本化學產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學;韓國的Ecopro和GSEM等多家日韓知名材料企業(yè)。而國內(nèi)也有貝特瑞、杉杉能源、容百鋰電、巴莫、長遠鋰科等知名材料企業(yè),都傳出NCA材料的相關消息。
其中,杉杉股份的寧夏二期正極項目年規(guī)劃產(chǎn)能7200噸,可生產(chǎn)NCA高鎳三元,且正負極材料產(chǎn)品已送樣特斯拉和松下;貝特瑞NCA的產(chǎn)能約為3000噸/年,已實現(xiàn)向松下等客戶銷售。
結語:
前不久,松下、三星和金沙江資本收購的AESC在中國建廠,這些電池企業(yè)具有NCA電池生產(chǎn)能力,與國內(nèi)多家企業(yè)合作,有助于提升國內(nèi)NCA材料生產(chǎn)、應用水平。
雖然國內(nèi)NCA的起步較晚,技術水平較國外企業(yè)有很大的差距,但是起點研究(SPIR)預測未來三年NCA材料市場需求將會呈現(xiàn)倍數(shù)增長。
如今,具備規(guī)?;a(chǎn)NCA的企業(yè)已上線,NCA電池大規(guī)模量產(chǎn)并正式推向市場的日子還遠嗎?
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