動力鋰電池發(fā)展路線正經(jīng)歷一場變革

2017年以前，市場選擇了磷酸鐵鋰電池作為技術(shù)主流，而新能源汽車對電池能量密度的要求是一個持續(xù)提高的過程，產(chǎn)業(yè)也將隨之進(jìn)行不斷的變化選擇。

磷酸鐵鋰電池能量密度上限約在160Wh/kg左右，業(yè)內(nèi)預(yù)計到2020年動力電池能量密度標(biāo)準(zhǔn)將達(dá)到300Wh/kg以上,這是磷酸鐵鋰電池較難達(dá)到的。

另一方面，目前技術(shù)水平下三元電池實(shí)際平均能量密度能夠達(dá)到180-190Wh/kg之間，且在后續(xù)也擁有較大的提升空間。

政策方面也在加碼。今年二月，財政部、工信部、科技部、發(fā)改委等四部委發(fā)文調(diào)整了新能源汽車財政補(bǔ)貼政策，提高了純電動乘用車、非快充類純電動客車、專用車動力電池系統(tǒng)能量密度門檻要求。

預(yù)計今年開始三元電池將趕超磷酸鐵鋰市場容量成為主流，并在未來市場實(shí)現(xiàn)持續(xù)的增量替代，占據(jù)主導(dǎo)地位。

高鎳三元產(chǎn)能布局和量產(chǎn)進(jìn)度

具體到三元電池正極材料領(lǐng)域，高鎳材料具有能量密度較高的優(yōu)勢。其次，據(jù)測算，采用高鎳材料后，電池綜合單位成本下降幅度最高約在8%以上，成本優(yōu)勢明顯。

供需矛盾帶來的鈷價波動也正在助推廠商向低鈷高鎳產(chǎn)品的轉(zhuǎn)向。鈷原料在三元正極材料中的成本占比較高，其價格在2018年持續(xù)走高，相比第一季度初期的52萬元/噸，4月份上漲幅度超過20%，截至4月13日，鈷價已經(jīng)達(dá)到67.40萬元/噸。

在降本增效的需求下，最有優(yōu)勢支撐前述300Wh/kg目標(biāo)的高鎳三元NCM811產(chǎn)品帶著光環(huán)閃亮登場。

雖然仍有廠商宣稱堅持磷酸鐵鋰電池路線不動搖，但市場上對更高能量密度的電池技術(shù)布局正在積極推進(jìn)。從2017年開始，國內(nèi)正極材料廠商陸續(xù)布局高鎳產(chǎn)品，這些產(chǎn)能有望在2018年開始向市場供應(yīng)，特別是NCM811產(chǎn)品的產(chǎn)能和產(chǎn)量受到高度矚目。

國內(nèi)動力電池企業(yè)方面，CATL、BYD、江西孚能、比克電池、國軒高科、天津力神、鵬輝能源等企業(yè)都已開展NCM811電池研發(fā)和生產(chǎn)。其中比克電池宣布已量產(chǎn)NCM811圓柱動力電池，能量密度可以達(dá)到232Wh/kg，并稱300Wh/kg的產(chǎn)品也即將面世。鵬輝能源也透露，公司使用NCM811材料的圓柱電池已經(jīng)量產(chǎn)并供貨給相關(guān)整車廠。

加速放量的幾大制約因素

雖然被普遍看好，但高鎳NCM811產(chǎn)品在汽車動力電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用還任重而道遠(yuǎn)，目前NCM811產(chǎn)品在新能源汽車上的應(yīng)用只有少數(shù)個案。

去年10月，參加全國量產(chǎn)車性能大賽的江淮iEV7S搭載了比克電池18650-2.75Ah電芯產(chǎn)品，成為國內(nèi)NCM811產(chǎn)品在新能源汽車上應(yīng)用的首個案例。

國際方面，韓國現(xiàn)代近期發(fā)布的KonaEV純電動SUV，搭載了由LG化學(xué)提供的NCM811電芯電池，但該車型目前還沒有大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)售。

現(xiàn)階段高鎳產(chǎn)品加速應(yīng)用放量仍存在以下瓶頸：

原材料稀缺。我國鋰、鈷、鎳資源相對稀缺，國內(nèi)高鎳原材料現(xiàn)階段主要依賴進(jìn)口，容易受外部因素牽制。隨著動力電池產(chǎn)業(yè)的增長，有關(guān)專家預(yù)計鋰、鈷、鎳分別將在2021年、2022年和2019年出現(xiàn)短缺。

制造能力制約。高鎳三元材料的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，對生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)境要求較高，現(xiàn)有的生產(chǎn)線無法直接作為NCM811或NCA產(chǎn)線應(yīng)用，需要重新設(shè)計和建造，增加大量資金投入。可以說目前國內(nèi)尚不具備成熟的制備技術(shù)和大規(guī)模批量生產(chǎn)能力，甚至未來三年將出現(xiàn)一定數(shù)量的產(chǎn)能缺口。

安全問題待解。據(jù)上海捷新動力工程部副總工程師朱玉龍介紹，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(chǎn)氣會導(dǎo)致電池鼓脹也是一個待解的問題。作為應(yīng)用到汽車產(chǎn)品中的關(guān)鍵部件，高鎳產(chǎn)品在安全方面仍然需要有更大程度的改進(jìn)。

設(shè)備選型周期長。整車企業(yè)對新技術(shù)和新產(chǎn)品應(yīng)用在車型時非常審慎，各大車企對電池供應(yīng)商都有嚴(yán)格而復(fù)雜的認(rèn)證程序，電池企業(yè)和產(chǎn)品都需要接受高難度的測試和驗(yàn)證，所需時間較長。