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新能源汽车的动力电池市场:日韩主导,中国技术如何破局?

—— 新能源汽车的动力电池市场:韩主导,中国技术如何破局?
作者:朱梦洁时间:2019-02-26来源:电子产品世界收藏

作者 / 朱梦洁(集邦咨询,广东 深圳 518040)

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201902/397957.htm

  摘要:当前,日韩企业掌握了NCA核心技术,而国内企业往往偏爱NCM811。虽然高镍化是动力的必由之路,但本土企业在追求提高电池能量密度的同时,还应意识到确保电池安全性及降低电池成本等问题。

  关键词;;电池;

  的发展带动了动力电池需求的不断增长,加之补贴的退坡及上游的压力(譬如受刚果金影响价格动荡的钴),为了保证生产利润,企业必须提高动力电池的能量密度。

  而我们知道,正极是锂离子电池中锂离子的供应来源,是影响电池能量密度的关键所在,因此在技术路线上,向高镍电池发展是动力电池企业技术发展的必然趋势。

  按照国家规划,2020年锂离子动力电池单体能量密度要大于350 Wh/kg。这一目标指向的就是高镍体系的三元材料电池。2018年,NCM523材料电池单体能量密度超过了215 Wh/kg,系统能量密度超过了170 Wh/kg,2019年基于811材料的电池单体能量密度预计可达到280 Wh/kg。目前国内外的主流选择是NCM811以及NCA电池。

  1 国内企业:偏爱NCM811电池

  在我国,NCM523电池技术已日趋成熟,并已实现了大面积的量产商用。在向NCM811电池迈进之前所研制的NCM333/523/622等电池与NCM811电池同属于镍钴锰结构,而与NCA电池相比,其在生产工艺上与原先电池更为接近。此外,由于NCA电池的技术壁垒高,且核心技术基本被日韩企业垄断,国内的动力电池厂商更偏向于研制NCM811电池。

  从表1可看出,国内电池企业目前所生产的电池能量密度均已超过国家规划所要求的215 Wh/kg,并且不约而同将达到300 Wh/kg定为企业2020年的电池能量密度目标。并且宁德时代、比亚迪、国轩高科都将NCM811电池的突破定在了2019年,力求2019年可以实现投产、上市或产线建设。

  2 日韩企业:掌握NCA电池核心技术

  与NCM811电池相比,NCA电池更容易实现300 Wh/kg的能量密度目标。搭载NCA电池的整车,续航能力和电池能量密度均有显著提升。但是由于NCA电池对生产工艺的要求更为苛刻,并且核心技术基本被日韩企业垄断,因此主要供应商都是日韩企业,例如日本的住友金属、日本化学和户田化学,韩国的ECOPRO和GSEM(如表2)。

  虽然NCA电池技术几乎被日韩企业垄断,但我国亦有厂商投入研发NCA电池,并已取得初步成果。譬如:天津力神的NCA电池单体能量密度达到302 Wh/kg,体积能量密度大于642 Wh/L;德朗能的NCA电芯能量密度则达到250 Wh/kg。杉杉能源、容百锂电以及贝特瑞则宣布已具备生产NCA电池的能力。但是由于NCA电池技术壁垒被日韩所掌握垄断,要靠企业自己突破技术壁垒并不是一件容易的事情。国内的NCA电池要大规模量产且经得起商用安全检验,恐怕还有一段路要走。

  虽然高镍化是动力电池的必由之路,但企业在追求提高电池能量密度的同时,还应该意识到确保电池安全性及降低电池成本亦是不可忽视的问题。

  安全问题:在我们向能量密度达到 300Wh/kg的高镍电池进发的同时,需要意识到:与现在常用的NCM622DC 或者NCM532DC 相比,NCM811的放热峰明显更高,容易造成高比能量电池热失控。

  成本问题:瑞银此前对特斯拉/松下、LG化学、三星SDI以及宁德时代(CATL)四家企业的动力电池成本进行对比,宁德时代的动力电池成本最高,与单体动力电池成本最低的特斯拉相比高出人民币271 元/kWh。

  因此,降低动力电池成本、确保电池安全性能将是动力电池企业必须兼顾完成的课题。

本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第3期第6页,欢迎您写论文时引用,并注明出处



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