动力电池企业试图抢占市场先机
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动力电池企业试图抢占市场先机

上海施努卡工业自动化有限公司 2022-05-18 9156 0


动力电池企业试图抢占市场先机

2016年,受国家工业和信息化部委托,中国汽车工程学会编制我国《节能与新能源汽车技术路线图》。该路线图计划2020年的纯电动乘用车动力电池能量密度目标为300wh/kg,2025年目标为400wh/kg,2030年目标为500wh/kg。在2016年底公布的新版补贴政策中,国家相关部门对高比能量的电池系统,也规定了较高的补贴系数。在种种政策的刺激下,业界对电池高比能量的追求越来越强烈。电池企业纷纷布局高镍三元电池,试图抢占市场先机。


业内人士指出,随着业届对电池高比能量的追求,动力电池正负极材料会逐步由磷酸铁锂/石墨—三元/石墨—高镍三元/硅碳—固态锂金属电池演进。从目前发展形势来看,动力电池正负极材料正处于从三元/石墨向高镍三元/硅碳转变的阶段,高镍三元正极材料是目前以及今后一段时间动力电池研发和产业化的趋势。


国内三元高镍材料电池发展水平


三元电池材料是由三种电极材料共融而成的复合电极材料,理论上兼具每种电极材料的特性和优势。目前,市场主流的三元电池材料有镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)两种。


据悉,三元材料动力电池的能量密度目前最高可达190Wh/kg(磷酸铁锂的平均水平130Wh/kg)。而且,三元材料中镍元素配比越高,动力电池的比能量越高。


从国外三元电池材料应用市场来看,日本主要使用NCM(镍、钴、锰三元素比例为1:1:1和5:3:2)及NCA体系,技术处于领先水平。国际知名电动汽车品牌特斯拉所用的高镍NCA三元电池电芯均来自松下(镍、钴、铝元素比例为8:1.5:0.5)。韩国现在主要使用NCM体系(镍、钴、锰三元素的比例与日本相同),并正在尝试NCM(镍、钴、铝元素比例为8:1:1)体系。


总的来说,在三元高镍电池材料领域,目前日本企业以其独特的专业技术积累把控市场,而韩国企业近几年迅速崛起,无论在技术还是产品品质方面都极具竞争力。


我国电池企业进入三元材料领域时间不长,在三元高镍电池材料的发展上落后于日本和韩国。但是,近期国内三元材料电池的研发和产业化正在提速,从333、532,到622、711到811(镍、钴、锰三者的比例),一些企业和科研机构均开始布局,三元高镍材料电池相关技术专利的数量在稳步上升,生产工艺的改进和材料本身的掺杂改性等方面也取得了一定的突破。


三元高镍材料电池产能扩张进行中


当升科技是目前业界少数能量产车用高镍多元材料产品的企业之一,凭借多年研发和生产高镍多元正极材料经验,目前公司NCM523/NCM622三元高镍材料已实现规模化量产,被应用到新能源汽车动力电池领域。


2016年7月,当升科技募资新建年产4000吨高镍三元电池材料项目。目前,该项目二期工程第一阶段已经建成投产,公司新增2000吨/年高镍三元电池材料产能,合计产能近4000吨/年。此外,公司还拥有NCA811和NCM811技术,并与韩国GSEnergy公司签订战略合作协议,合力打造三元高镍电池材料。


2016年11月,国轩高科公告称,拟募资不超过36亿元用于动力电池相关项目建设,其中,拟以5亿元投建年产10000吨高镍三元正极材料和5000吨硅基负极材料项目。在项目公告中,国轩高科称已掌握高镍三元正极材料晶面生长控制和快离子导体表面包覆改性技术,该技术提高了高镍三元正极材料的加工性能、克容量和循环寿命。


在此趋势下,以磷酸铁锂为主要正极材料的比亚迪也已开始布局三元高镍正极材料。据比亚迪电池技术开发部门经理江文锋介绍,在技术路线方面,比亚迪希望在2018年将三元电池比能量密度达到240Wh/kg。为了达到这个目标,比亚迪选用了高镍三元正极材料,目前正对高镍三元电池的热失控以及高镍体系的安全问题进行深入研究。


业内专家表示,虽然目前国内企业纷纷投产高镍三元材料电池,三元高镍材料电池迎来高速发展的契机。但是,目前我国高镍三元材料电池产业化程度不高,大部分企业仍处于开发或预产阶段,三元高镍材料电池在安全性以及生产工艺方面的较高要求仍是研发和产业化的难点。



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