鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:655次 | 2022年07月11日
"停滯"的國(guó)產(chǎn)NCA進(jìn)程
和NCM811電池裝機(jī)量大幅上升相比,動(dòng)力NCA的應(yīng)用卻沒(méi)有太大起色。
當(dāng)前,在新能源乘用車(chē)領(lǐng)域,三元電池已經(jīng)成為主流。而從技術(shù)路線來(lái)看,中日韓都在往高鎳方向發(fā)展,但日本公司重要以NCA為主;韓國(guó)公司為NCM+NCA;我國(guó)公司則以NCM為主,極少涉及NCA。
多位業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為,國(guó)內(nèi)動(dòng)力NCA產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢,一方面是由于NCA電池的制造工藝要求更高,技術(shù)壁壘高。在制造工藝、材料使用等方面,我國(guó)電池公司和日韓公司還存在一定差距。
另一方面,當(dāng)前能夠規(guī)模量產(chǎn)供貨NCA材料的重要為日韓公司,重要供應(yīng)日韓電池公司,對(duì)我國(guó)公司比較提防,且價(jià)格昂貴。而國(guó)產(chǎn)NCA材料在制造工藝、原材料制備等方面還有待突破。
此外,當(dāng)前國(guó)內(nèi)新能源乘用車(chē)使用的三元電池重要以523和811為主,主機(jī)廠對(duì)NCA電池的使用熱情并不高,下游市場(chǎng)需求不足。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
同時(shí),在高鎳形態(tài)下,NCA和NCM811的能量密度差距并不明顯,但NCA材料價(jià)格高于NCM811,這也阻礙了NCA在國(guó)內(nèi)動(dòng)力市場(chǎng)上的應(yīng)用步伐。
當(dāng)前,國(guó)產(chǎn)NCA僅在高端電動(dòng)工具、小動(dòng)力等領(lǐng)域有批量應(yīng)用,但在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域卻沒(méi)有太大發(fā)展,甚至有部分NCA電池公司已經(jīng)退出動(dòng)力市場(chǎng)。
客觀來(lái)看,國(guó)產(chǎn)NCA產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程能否加速重要取決于上游原材料成熟量產(chǎn)和電池制造工藝突破,以及下游市場(chǎng)需求升溫。從當(dāng)前情況來(lái)看,NCA在國(guó)內(nèi)動(dòng)力市場(chǎng)大規(guī)模應(yīng)用還存在一定的距離。
三星SDI試水方形NCA能量密度提升20%
在新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航里程提高和鈷價(jià)不斷高漲的雙重刺激之下,高鎳體系的NCM811和NCA電池已經(jīng)成為市場(chǎng)競(jìng)逐的熱點(diǎn)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
從電池制造來(lái)看,NCM811重要以方形和軟包為主,而NCA則以圓柱為主。目前NCA電池做得最好,供應(yīng)量最大的是日本松下,其N(xiāo)CA電芯重要供貨TSLA。
不過(guò),近期三星SDI宣布將擴(kuò)建其匈牙利廠,并采用堆疊工藝生產(chǎn)方形NCA電池,實(shí)現(xiàn)能量密度進(jìn)一步提升和制造成本進(jìn)一步降低。
外媒報(bào)道稱,三星SDI計(jì)劃向韓國(guó)的Philoptics公司采購(gòu)20臺(tái)設(shè)備擴(kuò)充其匈牙利哥德電池廠的產(chǎn)量,計(jì)劃在2030年之前在匈牙利投資12萬(wàn)億韓元(約9.94億美元),將其月產(chǎn)量逐漸提升到1800萬(wàn)個(gè)電芯。
值得注意的是,三星SDI將在該廠生產(chǎn)高鎳NCA方形電池,也就是被稱為下一代電池的"Gen5"電池,計(jì)劃于2021年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
據(jù)了解,這是三星SDI首次將鎳含量超過(guò)80%的NCA材料用于方形電池,采用堆疊的方法取代之前的卷繞方法。
三星SDI表示,得益于這些新材料和新技術(shù),Gen5電池的能量密度將比目前量產(chǎn)的電池高出20%以上,每千瓦時(shí)的電池成本降低約20%或更多,充滿電一次續(xù)航或超過(guò)600km。
"方形電池用NCA在技術(shù)上沒(méi)有問(wèn)題,其能量密度更高,容量更大,所以會(huì)比圓柱電池有優(yōu)勢(shì)。"一位動(dòng)力鋰電池公司技術(shù)高層對(duì)高工鋰電表示,方形電池采用NCA體系沒(méi)有問(wèn)題,都是高鎳體系,但能量密度能夠提升多少還不好說(shuō)。
相比NCM,NCA電池的制造難度更大,由于高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性較差,導(dǎo)致電池的安全性下降,因此NCA電池要從電芯設(shè)計(jì)、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電源使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)可靠的安全設(shè)計(jì)。
此外,NCA在充放電過(guò)程存在嚴(yán)重的產(chǎn)氣,這會(huì)導(dǎo)致電池鼓脹變形,循環(huán)及擱置壽命下降,電池存在安全隱患,所以通常采用耐壓的圓柱電池殼制作。
當(dāng)前,包括松下、LG化學(xué)、三星SDI、天鵬、力神、德朗能等中日韓電池公司,基本都采用圓柱形式生產(chǎn)NCA電池,這重要是基于生產(chǎn)工藝和成本的考量。
而三星SDI此次采用疊片方式生產(chǎn)方形NCA電池,并宣稱在能量密度和制造成本等方面都進(jìn)行了優(yōu)化,或?qū)⒔o其它電池公司在量產(chǎn)NCA方面供應(yīng)一些借鑒參考,從而提升NCA電池的在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用。
日韓壟斷國(guó)際市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)NCA仍需努力
事實(shí)上,除了制造工藝難度大之外,成熟原材料供應(yīng)缺失也是阻礙國(guó)產(chǎn)NCA大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2019年我國(guó)鋰電正極材料出貨量40.4萬(wàn)噸,同比上升32.5%。其中,三元正極材料出貨量19.2萬(wàn)噸,占比47.6%,同比增幅40.7%。
三元材料出貨量新增重要受?chē)?guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池端以及小動(dòng)力(電動(dòng)工具、自行車(chē))等領(lǐng)域上升帶動(dòng),加之國(guó)外重要?jiǎng)恿︿囯姵毓境鲐浟可仙瑤?dòng)國(guó)內(nèi)三元材料出口量新增導(dǎo)致。
在高鎳材料方面,2019年國(guó)內(nèi)NCM811出貨量超過(guò)20000噸,重要應(yīng)用在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域。其中僅CATL裝機(jī)就達(dá)2GWh;而NCA出貨量?jī)H3500噸左右,重要應(yīng)用在電動(dòng)工具、3C數(shù)碼電池領(lǐng)域。
多位業(yè)內(nèi)人士對(duì)高工鋰電表示,國(guó)產(chǎn)NCA產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢的一個(gè)重要原因是原材料配套供應(yīng)缺失,國(guó)產(chǎn)NCA材料還沒(méi)形成大規(guī)模量產(chǎn)供貨的能力。
當(dāng)前,國(guó)際上實(shí)現(xiàn)NCA材料批量供貨的有住友金屬、日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社和戶田化學(xué)和韓國(guó)ECOPRO,重要供應(yīng)松下、索尼、LG化學(xué)和三星SDI。
而國(guó)內(nèi)NCA出貨量最大的是貝特瑞,小批量供應(yīng)的有天津巴莫、容百科技、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科、杉杉能源、當(dāng)升科技等。
天津巴莫總經(jīng)理吳孟濤對(duì)高工鋰電表示,巴莫具備N(xiāo)CA產(chǎn)量1萬(wàn)噸,三元材料2萬(wàn)噸的生產(chǎn)量力,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)NCA批量供貨。
吳孟濤指出,NCA材料的生產(chǎn)工藝更高,技術(shù)難度更大,因此在產(chǎn)業(yè)化方面進(jìn)展比較緩慢。再加上下游市場(chǎng)需求比較小,價(jià)格比較昂貴,導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)NCA供應(yīng)較少。
目前,國(guó)內(nèi)量產(chǎn)NCA電池的公司重要有天鵬電源、力神電池、上海德朗能、創(chuàng)明電池等少數(shù)幾家。但當(dāng)前NCA基本上都用在電動(dòng)工具和數(shù)碼等領(lǐng)域,只有力神和德朗能在電動(dòng)汽車(chē)上實(shí)現(xiàn)少量裝車(chē)應(yīng)用。
例如,天鵬電源NCA體系圓柱電池已經(jīng)于2017年實(shí)現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),并在上汽通用五菱、知豆等電動(dòng)微型車(chē)上實(shí)現(xiàn)批量配套,成為動(dòng)力NCA電池裝機(jī)的代表。
但在2019年,天鵬電源將鋰電池業(yè)務(wù)重心轉(zhuǎn)為堅(jiān)持以小型動(dòng)力鋰電池(包含電動(dòng)工具、電動(dòng)二輪車(chē)/摩托車(chē)/叉車(chē)/AGV車(chē),及掃地機(jī)器人/吸塵器等配套的動(dòng)力鋰電池)為主,大幅減少新能源汽車(chē)行業(yè)產(chǎn)品供貨。
"國(guó)內(nèi)本身能量產(chǎn)NCA材料的公司比較少,加上價(jià)格比較貴,市場(chǎng)需求小,所以很難做起來(lái)。"上汽捷能電池系統(tǒng)部主任工程師朱玉龍認(rèn)為,國(guó)內(nèi)NCA材料想要發(fā)展起來(lái)要有龍頭電池公司的帶動(dòng),形成穩(wěn)定的供需供應(yīng)鏈。
朱玉龍指出,三星SDI此前就確定了方形NCA的技術(shù)路線,其N(xiāo)CA材料由三星和Ecoprobe成立的合資公司供應(yīng),電池重要供應(yīng)給寶馬,形成了較為完整的供應(yīng)鏈。
業(yè)內(nèi)人士表示,由于目前國(guó)內(nèi)主機(jī)廠還沒(méi)有大規(guī)模市場(chǎng)NCA的需求,國(guó)產(chǎn)NCA材料也還需在產(chǎn)品性能方面進(jìn)一步提升。而電池公司也要根據(jù)市場(chǎng)需求選擇自身的技術(shù)路線,不能盲目發(fā)展。