寧德時代將要推出的811電池,，安全問題能解決嗎,？
由于特斯拉所使用的電池是鎳鈷鋁NCA三元鋰電池，而中國新能源汽車使用的三元鋰電池主要是鎳鈷錳NCM電池,，在電池技術路線上,，業(yè)界曾一度有過這樣的爭議：到底該走NCA路線，還是走NCM路線,？
目前，方向正在變得明晰,，業(yè)界基本達成這樣的共識：在進化到固態(tài)電池之前，走鎳鈷錳NCM路線,，而且不斷提高鎳的比例,。中科院院士歐陽明高就曾明確提出,，“現(xiàn)在國內正在從鎳：鈷：錳比例3：3：3轉向6：2：2，再轉變到8：1：1,，正在逐步實現(xiàn),。”
“這幾年中國電力電池技術水平成長很快,，成本降低也很多,。從正極材料來講，現(xiàn)在逐漸走向高鎳的三元材料,，最近大家都在談811電池;從負極來講,，電解液,、薄膜等材料都已走向量產,。我們希望在2020年之前能量密度可以達到300WH/kg,?！?/p>
在最近的一次會議上，寧德時代副董事長黃世霖做了這樣一次發(fā)言,。而在之前的媒體報道中，寧德時代有望在明年推出811電池,。同樣，比亞迪也有這樣的計劃,。
NCA技術壁壘高，且材料幾乎被日企壟斷
三元鋰電池是一種以鎳鈷元素作為正極材料,，以錳鹽或鋁鹽來穩(wěn)定化學架構的鋰電池,。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。由于這兩類鋰電池能量密度相對更高,，還能夠平衡續(xù)航和穩(wěn)定性,，所以成為了電動汽車電池的首選。
那么,，兩種電池都各自的優(yōu)劣勢都是怎樣的呢,？
鎳鈷鋁電池,，對制作工藝要求高且成本高,，但鋁可以起到提高電池循環(huán)化學穩(wěn)定性的作用,，搭配在三元體系中,，鎳含量可以得到一定提升,，從而實現(xiàn)更高的電池能量密度,。但是鎳鈷鋁晶體結構較鎳鈷錳不穩(wěn)定,，容易在較高溫度的情況下，發(fā)生崩塌導致熱失控,，且pH 值過高易使單體脹氣，進而引發(fā)危險,。
鎳鈷錳電池內的錳元素較難穩(wěn)定更多的鎳,，導致目前鎳鈷錳體系能量密度稍低,，所以續(xù)航表現(xiàn)不如鎳鈷鋁電池,。但好處是,，含錳三元體系熱穩(wěn)定性更佳,，同時鎳含量比例較少，因而作為動力電池更為安全,。
鎳鈷鋁NCA電池材料的技術壁壘高,，目前產能主要集中在日韓，我國量產較少,。主要供應商有住友金屬(Sumitomo),、日本化學產業(yè)株式會社和戶田化學(Toda),，韓國的Ecopro和GSEM也有少量產品銷售,。
一位業(yè)內專家告訴第一電動：“從我了解的情況來看,，國內主要的電池巨頭都還是以NCM為主，NCA還沒有規(guī)模投入市場,。松下給特斯拉供的NCA單體密度已經可以做到300,，而NCM811基本上也就做到250,，這么來看NCA的密能量密度還是有比較明顯優(yōu)勢,。國內不搞NCA主要的壁壘還是來自技術瓶頸，NCA材料供應基本被日本企業(yè)壟斷,，電芯設計方面安全性的挑戰(zhàn)比較大，生產工藝方面要求也更高比如濕度10%以下,?！?/p>
811電池漸成國內趨勢，但還需要解決安全性問題
從能量需求看,，NCA電池的確更有優(yōu)勢。不過,，綜合考慮制造工藝,、成本、還有目前的技術條件,，中國的電池企業(yè)當下主要還是集中在生產NCM,。
在NCM電池中，按照鎳鈷錳三者含量的不同,，NCM材料可分為NCM111,、NCM523、NCM622,、NCM811等,，其中后面的數(shù)字代表的是鎳鈷錳的比例,。從行業(yè)趨勢看,，目前國內主流動力類正極材料是NCM523。
但是,，由于電動汽車廠家對電池續(xù)航里程要求越來越高,，國內的動力電池廠商也紛紛把重點投向高鎳三元方向。因為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。而另一方面,，而且作為稀有金屬的鈷價格不斷上漲，高鎳體系的NCM811將成為未來重要的發(fā)展方向,。目前,，NCM811材料技術日漸成熟，并開始逐漸釋放產能,，形成小批量試用。
行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,，2018年一季度,，國內三元材料產量31670噸，同比增長64．26％,。其中常規(guī)NCM型號占比78％，NCM622型號占比14％,，NCM811／NCA占比8％。其中NCM811產量大幅激增,。由于車企和電池企業(yè)對于高鎳三元材料的導入需求迫切,，推進速度不斷加快，今年一季度以來,，NCM811材料已呈現(xiàn)出嚴重供不應求的狀態(tài),。
可以說，在前幾年高鎳三元材料電池還處于個別廠家和學界的研發(fā)階段,，但從2016年開始,，高鎳三元電池的研發(fā)和生產已呈“燎原”之勢。但問題也隨之而來,，三元材料中的鎳含量越高,，材料的穩(wěn)定性越差,，安全性越差,。這個問題如何解決？
業(yè)內專家也就這方面向第一電動表示：“ 鎳比例越高,，正極材料的熱穩(wěn)定性就越差,。在遇到高溫,、外力沖擊等情況時，高鎳電池會存在安全隱患,。且高鎳電池充電時產氣會導致電池鼓脹也是一個待解的問題,。作為應用到汽車產品中的關鍵部件，高鎳產品在安全方面仍然需要有更大程度的改進,?？梢哉f這是未來三年要努力克服的問題?！?/p>
業(yè)內普遍認為,，三元高鎳材料的安全性可以通過材料改性優(yōu)化、表面包覆,、調整電解液和負極材料等方式來逐步解決,。而另一方面，動力電池包內的其他設備也在進步,，比如電池管理系統(tǒng),，比如各種傳感器等等，它們也能彌補一部分電池在安全性能方面的不足,。不過,，811電池的量產，肯定還有不短的一段路要走,。
