高能量密度的高鎳電池將成為動力鋰電池組的發展方向?

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可，其中一個重要指標就是解決消費者的里程焦慮。要想解決里程焦慮，必須供應高能量密度的鋰電池組。隨著國際鈷價的節節攀升，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，電池產能擴大，使許多企業對成本難以負擔。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勢。隨著能量密度要求的提升以及消費者對續航里程的延長，三元鋰電池組正極材料技術路線在不久的將來必然會向NCM622和NCM811轉移。

目前磷酸鐵鋰受到材料自身性能和技術的限制，電芯的能量密度無法達到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到160－200wh/kg和230wh/kg，距離2020年的目標有一定差距，所以發展高鎳的三元NCM811和NCA材料成為電池企業的不二選擇。

高能量密度的高鎳電池發展面臨的問題

從高鎳三元鋰電池組材料合成技術來看，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合法，安全性、穩定性等性能差強人意，并且儲存和加工條件非常苛刻。

其次是高鎳三元電池的制備工藝難度都很大，對動力電池企業的技術創新和產線改造提出了更高的要求，這是因為高鎳三元材料的產業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體燒結和材料的生產環境方面的要求都較為苛刻，產品在儲存和使用過程中容易吸潮成果凍狀，不易調漿和極片涂布。因此，目前高鎳三元材料生產主要采用密封輥道窯，國內生產的企業比較少，主要依賴進口。

面臨鈷價飛漲，企業要加快技術進步。盡管高鎳電池是未來發展方向，且不少大的鋰電池廠家也在積極研發和量產，但是高鎳技術路線卻有著很高的技術門檻。高鎳路線對材料純度、含氧量、濕度、潔凈度等要求很高，這些都成為技術壁壘。如果中小企業切入高鎳路線，不管是在資金投入還是技術指標上，都是很大的負擔。

除了政策推動高鎳811電池的發展，鈷成本的上漲也使得企業通過“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換到價格較為便宜、性能更為穩定的鎳金屬。

小編認為，高鎳811材料電池屬于新型技術，在實際生產制造的某些環節還不盡成熟，還需要動力鋰電池組企業不斷加大科研投入，在產品和工藝上進行優化。高鎳811材料電池的量產表明，我國動力鋰電池組業整體進入高能量密度時代已經不遠了。