随着国家新能源补贴政策要求的不断提升,以及市场对长续航电池的需求,高镍三元材料动力电池也有愈发明确的发展趋势。在技术不断更新的过程中,NCM811、NCA以及最新的NCMA等正极材料开始崭露头角。
目前已经实现量产的高镍三元材料中,NCM811与NCA就像是两大派系。NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料由一定比例组合而成,富镍的NCM有助于提高容量,锰则提高了材料的稳定性,钴能优化材料的倍率性能。目前国内正从中低镍(如3:3:3;5:2:3)向高镍(如6:2:2往8:1:1)转换。而NCA的正极材料是由镍钴铝构成,铝可以起到提高电池循环化学稳定性的作用,搭配在NCA体系中,镍含量可以得到一定提升,从而实现更高的电池能量密度。NCA中镍的含量不同企业生产过程中会有所区别,但镍含量的占比至少在80%以上。由于NCM811与NCA动力电池能量密度相对更高,续航能力更强,所以成为了近几年电动汽车电池在新能源补贴环境下进行技术突破的首选。
而当前,由于日本的NCA电池技术发展较为成熟,目前主要是以日本企业如松下为代表在主推NCA电池的生产。中国企业与韩国企业则更偏好大力发展NCM811。造成这一现象的原因是什么呢?
据业内人士向SMM表示,NCA与NCM811在生产工艺与成本上会体现出部分差异。
NCA电池的克容量相比于NCM811要稍高,安全性能相对更好,但对制作工艺水准要求高且实际生产成本较NCM811更高。NCA容易在高温下发生崩塌导致热失控,且pH 值过高易使单体胀气,进而可能引发危险;NCM811的合成方法主要是高温固相烧结法,稳定性和安全性能相较于NCA稍差,此外,其储存和加工条件也十分苛刻。
据SMM调研,目前在中国已经实现NCM811和NCA正极材料量产的重点企业如下。
其中容百新能源是国内NCM811正极材料的龙头企业,目前产量及出货量占据全国50%以上份额,其余几家企业NCM811的产销量不分伯仲,均在积极送样,开拓销路中。而国内NCA正极材料目前的生产企业数量仍较少,国外NCA生产企业主要是从国内进口NCA前驱体,在海外进行NCA生产。
虽然中国大部分电池企业都提出正在大力发展NCM811电池,但目前在国内真正实现量产并装车的高镍三元电池,NCA的发展速度甚至要更快。目前,江淮、北汽新能源、长安、宝骏、知豆等多款车型均已开始配套NCA电池,电池的能量密度与整车的续航里程都得到了大幅提升。据SMM调研,目前国内NCA电池实现量产的企业以天津力神与天鹏电源为代表,NCA电池系统能量密度最高能达到180Wh/kg,平均系统能量密度也已经能达到140-160Wh/kg。另一方面,NCM811电池的量产代表企业为比克电池,其生产的NCM811电池已经与江淮、小鹏汽车等实现合作。更多声称要进军NCM811电池的企业仍在研发与测试认证阶段。
而对于未来的判断,多位电池行业资深人士对SMM表示,在新能源补贴政策仍然存在的情况下,相比于NCA,NCM811会是中国多数电池企业重点发展的类型。业内专家向SMM表示,国内NCM811比NCA更得到推崇的原因,并非和性能有太大关系。实际上,NCM811电池与NCA电池的生产产线基本可以通用,但由于NCA对生产环境的要求更高,想要量产的话需要改造部分原有的生产线,这可能是电池厂偏好选择生产NCM811的一个原因;同时,由于NCM811与之前的NCM111、523、622等同属于镍钴锰结构,与它们的生产工艺也更为接近,而NCA加入了铝,合成工艺上会有区别,国内目前NCA的合成工艺技术还有待发展。
SMM认为,对于电池厂来说,NCA和NCM811并非是此消彼长的关系。而对于整车厂而言,由于电芯以外的其他部件都是相同的,不管是选择NCA还是NCM811,当前的差别几乎有限。
临近年底,大部分行业参与者都面临着新能源补贴退坡的压力,目前新能源市场还是以提升电池系统能量密度、增加续航里程以及降低百公里能耗等各项与补贴挂钩的技术性能为目标,来进行相关的研发、升级。未来,不止是NCM811和NCA会得到进一步发展,包括像NCM613、712以及NCMA等新型高镍三元材料也已经有企业开始研发,并预计在未来2-3年内实现量产。在新能源补贴政策与双积分政策的推动下,未来高镍三元材料是正极材料生产商开拓新能源市场的必争之地。
