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自燃事故頻發(fā)下 為什么三元鋰電池市場依然火熱？

時間:2019-10-18 10:28來源:北極星儲能網 作者:綜合報道
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       根據數據得知，三元電池依然是我國新能源汽車熱捧的對象，在多重新能源車自燃事故的頻發(fā)下，為什么三元電池市場依然火熱？它的獨特之處和未來的發(fā)展路線又在哪里呢？
 
      三元電池的材料路線
 
       中國作為全球最大的新能源汽車市場，下半場主要會在乘用車方向，而乘用車使用的動力電池主要還是以三元電池為主。相對于磷酸鐵鋰電池它的能量密度更高，但是壽命、耐高溫性和成本都不如磷酸鐵鋰。
 
       它們的主要區(qū)別就是正極材料的不同。磷酸鐵鋰鋰電池的正極材料是磷酸鐵鋰，三元鋰電池的正極材料主要是NCA和NCM。
 
       無論NCM還是NCA，都是指電池正極材料，NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料由一定比例組合而成，而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成，每個字母對應的都是相關元素的化學首字母�？梢钥吹�，兩種三元材料的前兩者是一樣的，都是鎳和鈷，只有最后一個不同，前者為錳，后者為鋁。
 
       隨著鎳元素含量的升高，三元正極材料的比容量逐漸升高，電芯的能量密度也會隨之提高。因此，在NCM電池中，按照三者含量不同，NCM材料可分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，其中后面的數字代表的就是三者的比例。
 
       而NCA中鎳鈷鋁常見的配比為8:1.5:0.5，鋁的含量非常少，因此可以理解它接近二元材料，以Al(過渡金屬)代替錳，是將鎳鈷錳酸鋰通過離子摻雜和表面包覆進行改性，離子摻雜可以增強材料的穩(wěn)定性，提高材料的循環(huán)性能。但是在制作過程中，由于Al為兩性金屬，不易沉淀，因此NCA材料制作工藝上也存在門檻。
 
      NCA和NCM的較量
 
       在新能源汽車續(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材料已經成為市場競逐的熱點。
 
       目前，從國內動力電池制造廠家的選擇來看，選擇NCM811路線者較多，而選擇NCA路線的少。主要原因首先在于，高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性較差，導致電池的安全性下降，使得電池生產企業(yè)和終端產品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮，需要從電芯設計、電源系統(tǒng)設計、電源使用等環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)可靠的安全設計。
 
       其次是充放電過程存在嚴重的產氣，這會導致電池鼓脹變形，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NCA電池，降低了產氣量以控制電池鼓脹變形問題。
 
       此外，NCA要求在電池生產全過程均要控制濕度在10%以下，而其他材料目前只需注液工序對濕度進行嚴格控制，這對國內企業(yè)形成了很大的挑戰(zhàn)。
 
       所以NCA811和NCM811中顯然前者性能更優(yōu)秀，那到底該走NCA路線，還是走NCM路線？
 
       其實選擇不難，鎳鈷鋁電池對制作工藝要求高、成本高且技術掌握在日韓手中，另一方面合成困難、合成成本高、吸水性強，且容易在較高溫度的情況下導致熱失控，導致電池的安全性下降。
 
       鎳鈷錳電池的續(xù)航表現不如鎳鈷鋁電池，但好處是含錳三元體系熱穩(wěn)定性更佳更為安全，所以目前國內主要研發(fā)鎳鈷錳電池。
 
       說道這一定會有人問道，難道NCA就要消失了嗎？三元電池在中國只能走CNM路線嗎？就不能有一些突破嗎？別著急，下面我們就來看看三元電池在中國的未來在哪里。
 
      中國三元電池的藍海
 
       三元材料是一種綜合性能優(yōu)越的材料，只有以性能為導向的市場才能真正發(fā)揮其作為新型正極材料的優(yōu)勢。
 
       從供應側來看，電動汽車的三元電池動力路線尚未完全定型，還在不斷演進當中。此外，雖然中國在基于技術、成本和補貼的因素主要選擇了NCM路線，但這并不意味著NCA路線在沒有新的機會。
 
       從需求側來看，隨著越來越多的不同技術背景、不同行業(yè)人才步入造車行業(yè)，主機廠對動力電池的需求各不相同，且對NCA電池的駕馭能力不同，未來NCA會成為市場上一個新的選擇。
 
       從全球來看，采用NCA三元電芯的乘用車企主要為特斯拉，特斯拉不但較好地通過電池系統(tǒng)管理技術解決了由于能量密度提升帶來的熱失控問題，而且通過汽車設計成功地規(guī)避了NCA電池的循環(huán)壽命短的問題。
 
       之前有業(yè)內人士表示，相比NCM811，NCA更容易實現300wh/kg的攻關目標。
 
       在2018年，天津力神在氧化鎳鈷鋁鋰(NCA)正極材料前期研究基礎上，已經開發(fā)高比能量、長循環(huán)壽命、良好安全性能的鋰離子動力電池用高鎳系正極材料。基于該體系，天津力神研發(fā)的NCA高比能量電池能量密度達到302wh/kg。
 
       這一工作為開發(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。未來中國企業(yè)也有希望造出更成熟的NCA電池，且主機廠的需求也確實存在，這將會是中國三元電池市場的一片新藍海。
 
      三元材料的產能布局
 
       在消費端改善支撐下疊加原材料價格上漲，三元正極材料價格出現顯著回升，行業(yè)呈現回暖態(tài)勢。有數據顯示，最新三元正極523、622材料分別收報13.9萬元/噸、15.6萬元/噸，九月近一個月累計漲幅已達到20%。
 
       大環(huán)境利好，材料企業(yè)也加快了施展拳腳的節(jié)奏。近日，華金新能源材料（衢州）有限公司（以下簡稱“金華公司”）年產四萬噸高鎳型動力電池用三元前驅體項目啟動先行線單機試車。該項目是華友鈷業(yè)與LG化學合作的第一個項目。按照協(xié)議，華金公司的一期生產規(guī)模為4萬噸/年前驅體，其后雙方還將規(guī)模擴大到10萬噸。
 
       北京當升科技：現有正極材料年總產能1.6萬噸，已啟動了江蘇當升三期工程和江蘇常州鋰電新材料產業(yè)基地兩大生產基地的建設，其中江蘇當升三期工程將年新增產能1.8萬噸。江蘇常州鋰電新材料產業(yè)基地遠期規(guī)劃年產能10萬噸，首期規(guī)劃建成年產能5萬噸，預計到2023年之前陸續(xù)建成投產。新增產能將主要以高鎳三元材料為主，按照NCM811/NCA進行設計，可以生產NCM811/NCA、NCM622、NCM523等全型號動力三元材料。
 
       容百科技：今年在科創(chuàng)板實現上市。“容百科技”主要生產NCM523、NCM622、NCM811、NCA等系列三元正極材料及其前驅體。三元材料用于動力電池正極制備，與傳統(tǒng)材料相比，可以提高單位質量電容量。經過5年發(fā)展，容百科技年產三元材料已超過1.4萬噸。
 
       格林美：發(fā)布公告稱，公司與廈門廈鎢新能源材料有限公司簽署3.3萬噸三元前驅體材料戰(zhàn)略采購協(xié)議。此外格林美還與湖南邦普循環(huán)科技有限公司、廣東邦普循環(huán)科技有限公司、佛山三水邦普資源循環(huán)有限公司簽署4.5萬噸三元前驅體材料戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。而在早前，格林美曾與容百科技簽署《三元正極材料前驅體購銷戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，規(guī)模為2.9萬噸。
 
       湖南長遠鋰科：公司三元正極材料主要以NCM523為主，其次為NCM622，目前公司正在加大NCA和NCM811的開發(fā)力度。
 
       截至2018年底，長遠鋰科共擁有三元正極材料產能15000噸，全部位于麓谷基地，同時公司在銅官基地擴建新的2萬噸NCM/NCA產能，2019年將達到30000噸/年前驅體、45000噸/年的正極材料產能，預計2022年將達到115000噸/年的正極材料總產能。
 
       貴州振華新材料股份有限公司：是中國電子信息產業(yè)集團有限公司(CEC)旗下唯一一家專業(yè)從事鋰離子電池材料研發(fā)、生產及銷售的企業(yè)。公司主要產品為鈷酸鋰、復合三元、動力三元及高錳多晶系列材料，其中單晶523、單晶622是振華的拳頭產品。
 
       2019年主要配合孚能科技進行Ni55的523在軟包電池上的應用。截至2018年底，公司實現三元正極材料總產能3萬噸。
 
       湖南杉杉能源科技股份有限公司：實際控制人是寧波杉杉股份有限公司。公司主營業(yè)務為研發(fā)、生產與銷售鋰電池正極材料，目前的主要產品為鋰電池正極材料鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳三元材料。公司三元材料以NCM523為主，少量NCM111，目前正在加強對NCM622和NCM811的開發(fā)和產能布局，其NCM811已于2018年一季度投產。公司目前NCM主要型號為T31D、T31A、T11A等。
 
       公司現有正極材料產能5萬噸，其中三元材料NCM523/333產能1萬噸，NCM622產能1萬噸，高鎳三元材料NCM811產能7200噸，錳酸鋰0.1萬噸。
 
       廈門廈鎢新能源材料有限公司：是世界鎢行業(yè)領軍企業(yè)——廈門鎢業(yè)股份有限公司的全資控股子公司。公司在動力電池材料的研發(fā)和產業(yè)化方面處于領先地位，是國內出口動力電池三元材料的主要企業(yè)之一。
 
       三元正極材料產品包括NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等多個系列，截至2018年底，公司三元材料總產能達19000噸。2019年底正極材料將形成5萬噸產能，2020年達7萬噸。2018年廈門鎢業(yè)三元材料和鈷酸鋰產銷兩旺。
 
       桑頓新能源科技有限公司：是中國環(huán)保領軍企業(yè)桑德集團投資興建的中南地區(qū)規(guī)模最大、產業(yè)鏈最齊全的現代化、高科技新能源產業(yè)基地。業(yè)務覆蓋鋰電池正極材料、前軀體、電芯生產等多領域。
 
       2018年公司正極材料產品主要有三元和錳酸鋰兩大品類，其中三元正極材料主要為NCM523、NCM622和NCM811系列系列。截至2018年底，桑頓新能源共擁有正極材料產能3萬噸。
 
       天津巴莫科技股份有限公司：是一家主要從事鋰離子電池材料研制、開發(fā)和規(guī)�；a的國家級高新技術企業(yè)。截至2018年底，公司共擁有三元正極材料產能7000噸。
 
       江門市科恒實業(yè)股份有限公司：于2012年登陸創(chuàng)業(yè)板，主要產品包括鋰離子電池正極材料、稀土發(fā)光材料，于2013年推出首款鋰離子電池正極材料產品LCO-1。
 
       科恒股份鋰電產品主要是鋰電正極材料，包括三元材料和鈷酸鋰，鈷酸鋰主要應用于消費類電子鋰電池。截至2018年底，科恒股份共擁有三元正極材料產能10800噸。
 
       新鄉(xiāng)市天力鋰能公司：是一家專業(yè)從事鋰電三元正極材料研發(fā)、生產和銷售的國家級高新技術企業(yè)，也是業(yè)內同時擁有前驅體和成品三元材料少數供應商之一。
 
       新鄉(xiāng)天力三元正極材料產品目前以523和622為主，111相對較少，高鎳811產品已經量產。截至2018年底，新鄉(xiāng)天力三元正極材料產能20000噸/年。
 
       國軒高科：622三元電芯產品單體能量密度超210Wh/kg；公司4GWh三元產線已投產，并于2018年第四季度實現批量供貨；高鎳三元811軟包電池單體能量密度突破302Wh/kg，循環(huán)次數已超過1500周，基本達到產業(yè)化標準要求；首條1GWh軟包示范線將于2018年年底建成。三元電池產能6GWh。
 
    據了解，除了當升科技等之外，杉杉能源、四川科能、江蘇翔鷹、中化河北、湖南邦普、宜賓鋰寶等企業(yè)也都在加快三元材料布局步伐。并且，包括當升科技、杉杉能源、容百科技等企業(yè)已先后量產高鎳三元正極材料，高鎳NCM811/NCA材料在動力電池市場的應用逐漸起量。據預測，2020年高鎳三元材料市場規(guī)模有望達到210億元。
 
(責任編輯：子蕊)
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