超高镍电池赛道上的“前哨战”

储能世界网讯:过去10年,动力电池性能提升了3倍,主流电池的单体能量密度已经达到或超过250Wh/kg,其配套车型续航里程也已经迈入500km门槛。但是,随着新能源汽车的普及,消费者对于车辆续航、耗电的需求仍然在增加。诚然,这种需求也在倒逼电池生产企业努力继续提升电池能量密度。三元材料从最初的NCM111,到目前主流的NCM523和622,并有部分NCM811材料开始商业化应用,材料体系正大踏步向高方向突进。

事实上,由于动力电池业尚处于行业发展初期,其技术路线、产品方向仍具有不确定性,从某种意义上说,目前动力电池业尚处于技术路线、产品路线“押注”的阶段。因而,对于众多电池生产企业来说,谁率先成功掌握下一代技术路线和产品,谁就有可能扭转目前市场的格局。这不,今年以来,多家企业正积极在超高镍电池(镍含量在80%以上)的技术研发方向上“下注”,超高镍电池赛道上的“前哨战”已经打响。
(来源:电池中国;ID:cbea_battery;作者:杨志廷)

国外企业纷纷“押注”超高镍电池赛道

12月17日,据外媒报道,LG新能源计划在2021年向特斯拉供应超高镍四元锂NCMA电池。据介绍,该电池中正极材料中的镍含量已提高至90%,钴含量则降低至5%以下。消息人士称,LG新能源将大规模生产这款电池的时间定在了2021年第二季度,并计划在2021年下半年开始向特斯拉供应,主要交付对象是特斯拉(上海)工厂,预计将用于特斯拉(上海)产Model Y以及下一代电动汽车车型。

紧接着在12月22日,外媒援引消息人士称,三星SDI也计划向其电动汽车客户供应超高镍电池。据悉,三星SDI已计划在2021年大规模生产镍含量为88%的电动汽车电池,之后还考虑将镍含量逐步提高到90%或以上。值得注意的是,三星SDI已经开始向一家国际大型电动工具制造商供应镍含量为90%的NCA圆柱形21700电池。

韩国另一位动力电池巨头SKI在超高镍电池布局上更早。早在今年8月,就有媒体报道称,SKI正在研究并计划于今年年底前推出一款新型NCM电池,该电池的镍含量88%,钴含量6%。同月,SKI还宣布全球首个镍含量为90%的NCM9(9/0.5/0.5)电池已经量产。

不难看出,动力电池巨头们已经纷纷杀入超高镍电池的赛道,准备“大干一场”。

除了电池企业,作为目前全球电动汽车领头羊的特斯拉等车企,也对超高镍电池“情有独钟”。

近期,有媒体报道,特斯拉将于2021年1月派代表团前往印尼,与当地政府商讨镍采购事宜。“只要(印尼的)镍开采高效且环保,我计划提供一份‘长期的巨额合同’”,特斯拉CEO马斯克表示。而早在今年特斯拉的电池日上,马斯克还宣布,计划使用超高镍终极状态电池。据介绍,该电池的镍含量将达到100%。显然,超高镍电池将是特斯拉未来重要的研发内容之一。

俗话说得好,英雄所见略同。多家国外电池及电动汽车企业纷纷瞄准并进入超高镍电池赛道,必定有其深层原因。

超高镍电池“双管齐下” 提高电池性能

据悉,目前市场主流的新能源汽车续航段位是500公里。但有调查显示,消费者期望的新能源汽车续航里程应在550公里以上。可见,消费者在新能源汽车续航里程方面,“梦想”与“现实”仍有一定差距。

说到续航里程,就不得不提到电池能量密度。在锂电池的材料中,镍,作为提高电池能量密度的关键元素,其含量越多,越能增加电池单位的容积,从而有效提高新能源汽车的续航里程。无疑,超高镍电池在续航里程方面是“佼佼者”。以LG新能源即将推出的超高镍电池NCMA电池为例,其相关负责人称,该款电池单次充电可以提供不低于600公里的续航里程。600公里的续航下限显然可以阶段性满足消费者对续航里程的期望了。

除了要提高镍元素含量,在超高镍电池的生产工艺中,还会降低其中钴元素的含量。而这也成为超高镍电池降低生产成本的“奥秘”之一。

钴作为可以稳定电池材料层状结构、提高材料循环和倍率性能的主要元素,其重要性显而易见。但钴元素由于其全球产量低且不稳定,其价格极大影响了电池的生产成本。同时,因为镍元素比钴元素更廉价,超高镍电池在采用“高镍低钴”的生产工艺后,就能让动力电池生产成本有了更可观的下降。

“跑得更远,价格更低”正是超高镍电池越来越受到新能源行业青睐的缘由。

值得注意的是,超高镍电池虽然“看起来很美”,但也并非完全无后顾之忧。

事实上,由于镍比例越高,电池正极材料的热稳定性就越差,这导致超高镍电池相比高镍电池而言,需要有更强的电池安全技术做护航。此前,LG化学和SKI等海外电池巨头正是基于安全性考虑,对推行超高镍电池路线比较谨慎。而此次LG化学等企业被媒体报道出即将量产超高镍电池的消息,似乎预示其超高镍电池技术已经有了相当程度的积累。

业内人士预计,超高镍电池一旦量产,其通过增强动力电池的综合性能,无疑能有效提升电池企业和新能源车企的竞争力,助力新能源汽车进一步抢占燃油车的市场,让新能源汽车业获得更多发展机会。超高镍电池的未来值得期待。

 

原标题:超高镍电池赛道上的“前哨战”

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