高能量密度的高鎳電池將成為動力鋰電池組的發(fā)展方向?

來源：存能電氣  日期：2020-03-30 14:48  瀏覽量：次

高能量密度的高鎳電池將成為動力鋰電池組的發(fā)展方向？眾所周知，新能源汽車尤其是純電動汽車要想真正獲得市場認(rèn)可，其中一個重要指標(biāo)就是解決消費(fèi)者的里程焦慮。要想解決里程焦慮，必須供應(yīng)高能量密度的鋰電池組。隨著國際鈷價的節(jié)節(jié)攀升，出于降低成本和提升能量密度雙重考慮，提高三元材料體系中鎳的比例似乎已成最佳選擇。

高能量密度的高鎳電池將成為動力鋰電池組的發(fā)展方向？

鈷在整個電池成本中僅占10%左右，但隨著鈷元素供需失衡，電池產(chǎn)能擴(kuò)大，使許多企業(yè)對成本難以負(fù)擔(dān)。而從能量密度來看，NCM523能量密度最高為200Wh/Kg，可見高鎳正極材料在能量密度上有明顯的優(yōu)勢。隨著能量密度要求的提升以及消費(fèi)者對續(xù)航里程的延長，三元鋰電池組正極材料技術(shù)路線在不久的將來必然會向NCM622和NCM811轉(zhuǎn)移。

目前磷酸鐵鋰受到材料自身性能和技術(shù)的限制，電芯的能量密度無法達(dá)到2020年300Wh/kg的要求。而目前市場上主流的三元523材料和三元622材料的電池能量密度分別只能達(dá)到160－200wh/kg和230wh/kg，距離2020年的目標(biāo)有一定差距，所以發(fā)展高鎳的三元NCM811和NCA材料成為電池企業(yè)的不二選擇。

高能量密度的高鎳電池發(fā)展面臨的問題

從高鎳三元鋰電池組材料合成技術(shù)來看，首先是目前的合成高鎳三元材料的方法主要是高溫固相燒結(jié)合法，安全性、穩(wěn)定性等性能差強(qiáng)人意，并且儲存和加工條件非?？量?。

其次是高鎳三元電池的制備工藝難度都很大，對動力電池企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)線改造提出了更高的要求，這是因?yàn)楦哝嚾牧系漠a(chǎn)業(yè)化并不僅僅取決于正極材料的突破，其他材料的合理搭配、電池制造工藝和包覆工藝升級、電池安全性、穩(wěn)定性和一致性等問題解決都有很大的影響。

最后是高鎳三元材料在前驅(qū)體燒結(jié)和材料的生產(chǎn)環(huán)境方面的要求都較為苛刻，產(chǎn)品在儲存和使用過程中容易吸潮成果凍狀，不易調(diào)漿和極片涂布。因此，目前高鎳三元材料生產(chǎn)主要采用密封輥道窯，國內(nèi)生產(chǎn)的企業(yè)比較少，主要依賴進(jìn)口。

面臨鈷價飛漲，企業(yè)要加快技術(shù)進(jìn)步。盡管高鎳電池是未來發(fā)展方向，且不少大的鋰電池廠家也在積極研發(fā)和量產(chǎn)，但是高鎳技術(shù)路線卻有著很高的技術(shù)門檻。高鎳路線對材料純度、含氧量、濕度、潔凈度等要求很高，這些都成為技術(shù)壁壘。如果中小企業(yè)切入高鎳路線，不管是在資金投入還是技術(shù)指標(biāo)上，都是很大的負(fù)擔(dān)。

除了政策推動高鎳811電池的發(fā)展，鈷成本的上漲也使得企業(yè)通過“降鈷增鎳”來緩解成本壓力。高鎳811正極材料里面鈷的比例較其他三元材料的鈷比例低，受到鈷價上漲的影響較小，價格也比鈷酸鋰價格低很多。各鋰電池組制造商開始將選材重心從鈷轉(zhuǎn)換到價格較為便宜、性能更為穩(wěn)定的鎳金屬。

小編認(rèn)為，高鎳811材料電池屬于新型技術(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)制造的某些環(huán)節(jié)還不盡成熟，還需要動力鋰電池組企業(yè)不斷加大科研投入，在產(chǎn)品和工藝上進(jìn)行優(yōu)化。高鎳811材料電池的量產(chǎn)表明，我國動力鋰電池組業(yè)整體進(jìn)入高能量密度時代已經(jīng)不遠(yuǎn)了。