電池能量密度的高低正成為決定新能源汽車補貼走向的緊要因素。補貼的低退高升，促使電池及其材料升級換代，能量密度高且價格相對穩(wěn)定的三元高鎳材料成為目前電池公司的首選。三元材料逐漸開始向高鎳進化，神力電池、比克電池、億緯鋰能、遠東福斯特等多家電池公司已經(jīng)研發(fā)或量產(chǎn)高鎳產(chǎn)品。高鎳新材料體系雖有性能、效率、政策支持等優(yōu)點，但核心材料的兼容及安全等問題妨礙了高鎳電池的大規(guī)模使用。儲能行業(yè)要怎么樣推動動力鋰離子電池高鎳化轉(zhuǎn)型？

811型地位凸顯

據(jù)了解，按照鎳、鈷、錳用量比例的不同，三元電池詳盡可細分為111型、333型、523型、622型、711型，以及811型。鎳的含量越高，能量密度可上升的空間也就越大。2017年，我國動力鋰離子電池市場緊要以111型、523型為主。

近年來，國內(nèi)市場對電動汽車續(xù)航能力、行駛里程的要求不斷提升，導(dǎo)致對動力鋰離子電池能量密度的要求也越來越高，走高鎳化三元路線已經(jīng)逐漸成為主流車企的共同選擇。寧波榮百新能源科技股份有限公司戰(zhàn)略管理中心總經(jīng)理趙軍表示，同時，國家主推政策的變化也促使高鎳三元電池在市場占有一席之地。

據(jù)今年六月起執(zhí)行的《新能源汽鋰離子電池車推廣補貼方法及產(chǎn)品技術(shù)要求》，補貼系數(shù)與能量密度緊密掛鉤，純電動乘用車想要拿到最高的1.2倍補貼，其系統(tǒng)質(zhì)量能量密度比需大于160Wh/kg。

據(jù)工信部十二月三日最新公布的《新能源汽車推廣使用推薦車型目錄》（2018年第12批），大多數(shù)系統(tǒng)質(zhì)量能量密度比在130-150Wh/kg之間，最高的達到161Wh/kg。這和《促使汽車動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方法》、《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等文件中，明確提出的到2020年，我國動力鋰離子電池單體比能量要達到300鋰離子電池廠家wh/kg以上，力爭實現(xiàn)350wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭達到260wh/kg，成本降至1元/瓦時以下的目標，差距甚遠。

業(yè)內(nèi)人士認為，以現(xiàn)有的技術(shù)條件，磷酸鐵鋰和622型以下的正極材料很難達到上述要求。

目前看來，由523型過渡到622型的意義并不大，大多數(shù)電池公司選擇筆直上手811型。北京磙石投資公司分解師楊延福說。

規(guī)模量產(chǎn)拐點已至

自2017年下半年以來，國內(nèi)動力鋰離子電池公司在811型電池上的布局分明提速。力神電池、鵬輝能源、遠東福斯特等動力鋰離子電池公司都表示，基本已經(jīng)完成從產(chǎn)品技術(shù)沖破到小批量加工，再到客戶送樣認證探測的過程。

比克電池更是其中佼佼者目前，其811型產(chǎn)品大部分已經(jīng)量產(chǎn)，在動力鋰離子電池出貨量中的比例超50%，使用于領(lǐng)途汽車、康迪汽車、小鵬汽車、江淮大眾汽車和零跑汽車等多款純電動汽車型上；今年五月最新公布的18650-3.0Ah高能芯產(chǎn)品，單體比能量為250Wh/kg，產(chǎn)量達5.5GWh。

而動力鋰離子電池界的兩大巨頭比亞迪和寧德時代則計劃明年推出811型電池產(chǎn)品。

高鎳動力鋰離子電池規(guī)模量產(chǎn)拐點已至。楊延福認為，通過提升鎳的比重，不僅能實現(xiàn)電池能量密度提升，同時降低了鈷的使用，在成本方面也緩解了三元材料價格上漲帶來的壓力。

雖然據(jù)申萬宏源證券的最新預(yù)測，鈷兩年內(nèi)價格將在25-40萬元/噸區(qū)間震蕩，相有關(guān)此前的60萬元/噸，已有大幅下降，但從長期角度看，鈷資源緊缺的情況不會改變。

此外，811型電池還可有效處理電池輕量化的問題，且在節(jié)省空間等方面也優(yōu)于磷酸鐵鋰離子電池和一般三元電池。

業(yè)內(nèi)人士表示，考慮到高鎳三元電池的各種優(yōu)點，誰能夠率先大規(guī)模使用811型電池，誰就能在將來占有更多市場。不過，楊延福認為，333型和523型差別不大，523型到622鉅大鋰電型難度略有提升，而811型是個突變點，難度顯著提升，可真正實現(xiàn)高鎳正極批量出貨的廠商數(shù)將顯著減少。今年只是過渡、放量階段，2019年811型市場比例將大幅提升，由于技術(shù)門檻變化，市場份額將向龍頭公司聚集，產(chǎn)業(yè)格局或?qū)⒅厮堋?/p>

技術(shù)短板不容忽視

雖然隨著鎳含量的提高，811型電池的單體比能量以及系統(tǒng)能量密度比有了快速提升，但由于用于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的金屬鈷和錳的含量降低，811型穩(wěn)定性也大打折扣。

穩(wěn)定性和安全性鋰離子電池筆直聯(lián)系，高鎳的普遍使用已經(jīng)將電池安全問題提上日程。青島藍科途膜材料有限公司研究所副所長劉鵬說。

正極和負極間極小的觸碰就會造成短路，形成火焰，周圍溫度迅速升高，最后導(dǎo)致整個電池的爆炸。蘇州宇量電池有限公司董事長兼總經(jīng)理毛煥宇告訴記者，最近頻發(fā)的安全事故對行業(yè)發(fā)展有很大影響，但要真正杜絕此類事件并不容易。

毛煥宇表示，材料設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝設(shè)計三方面都可形成短路隱患，即使上述環(huán)節(jié)沒問題，在大批量加工過程也不能完全戒備這種小概率事件發(fā)生，且隱患在事故發(fā)生前無法測試，一般在客戶端形成災(zāi)害性爆發(fā)。

對此，毛煥宇稱，這種短路總是發(fā)生在一個單體電池里，只要控制住這一個電池，就不會釀成整車燃燒。有關(guān)小型圓柱電池，可設(shè)置煙道移走高溫氣流。而有關(guān)大型方型電池，可降低熱失控強度，設(shè)置熱擴展屏障。

劉鵬表示，濕法+涂覆隔膜處理方法可改善高鎳電池的高熱收縮穩(wěn)定性、低水分含量、高保液率、高耐氧化性等性能。

煙臺創(chuàng)為新能源科技有限公司技術(shù)總工李明明則認為，應(yīng)當從辨識系統(tǒng)隱患入手，利用安全管控方式將事故潛藏危險降到最低。

說究竟，安全永遠是第一位的，其次才是能量密度值，才是國家補貼。劉鵬說。

東莞市鉅大電子有限公司成立于2002年，總部位于我國廣東省東莞市東城街道景怡路8號，是一家為全球用戶在移動電源、儲能電源、動力電源和備用電源的個性化需求，供應(yīng)特種鋰電系統(tǒng)定制化方法和產(chǎn)品的國家級高新技術(shù)公司。