鉅大LARGE | 點擊量:1733次 | 2020年02月24日
我國NCA體系鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
鋰離子電池按照使用正極材料的不同,重要可以分為鈷酸鋰離子電池、三元電池、錳酸鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池,從發(fā)展前景來看,不管是國家政策,還是市場需求,三元電池似乎都占據(jù)先天性的優(yōu)勢,也就是高能量密度,再從各大電池公司的研發(fā)投入來看,三元電池的占比也是要遠遠超過其它類型的鋰離子電池。
三元電池又可以細分成NCM路線和NCA路線,NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成,產(chǎn)品類型從NCM111(N:C:M=1:1:1)到,532,622,811,隨著鎳含量的新增,電池能量密度也相應(yīng)得到了提升,而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構(gòu)成,三種材料通常的配比為8:1.5:0.5,相對更高能量密度的NCA規(guī)?;瘧?yīng)用也在日韓普遍展開。
由于目前鋰離子電池產(chǎn)業(yè)重要集中在中日韓三國,從路線的選擇上,日本重要以NCA路線為主,韓國則是NCM和NCA齊頭并進,我國目前來看是以NCM路線為主,NCA的產(chǎn)量相對較小。
表1NCM和NCA電池基本信息比較
來源:公開資料整理
圖1NCA電池與NCM811電池在過充濫用測試情況下比較
目前,我國還沒有大規(guī)模生產(chǎn)NCA電池的原因重要有以下幾點:
1、我國電池公司關(guān)于NCA的研發(fā)起步相比于日韓要晚,在制造工藝、專利、材料使用上還是與日韓公司有一定差距。
2、NCA的生產(chǎn)工藝相較于NCM811更加嚴格,比如NCA在制造過程中要求濕度要控制在10%以下,而NCM以及其它類型電池目前只要在注液工序?qū)穸冗M行嚴格控制。這種高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)環(huán)境對國內(nèi)公司形成了很大的挑戰(zhàn)。
3、誤認為NCA電池安全性能較差,要很好的BMS、模組、電池包的設(shè)計方案,這也是為何目前只有特斯拉能夠鉅大鋰電大規(guī)模應(yīng)用NCA的原因。其實從上圖可以看到,在過充濫用測試的情況下,NCM811的安全性是比不上NCA的。
圖22016-2020E我國電動汽車NCA電池裝機量預(yù)測
從NCA的重要應(yīng)用來看,首先來看電動汽車領(lǐng)域,從數(shù)據(jù)上可以看到,2017年NCA裝機量同比增長326%,2018年雖同比有所下降,但到2019年,前七個月的裝機量已經(jīng)超過了2017年、2018年全年的裝機量,增速較快,目前我國電動汽車市場NCA電池重要的供應(yīng)商有松下、三星、江蘇天鵬、德朗能、力神。
圖32016-2020E我國電動工具NCA電池裝機量預(yù)測
從電動工具市場的NCA用量來看,裝機量由2016年的0.95GWh,增長到2018年1.71GWh,由于電動工具市場使用的全部都是圓柱形鋰離子電池,更加適合NCA體系,預(yù)計到2020年電動工具NCA電池裝機量能夠達到2.44GWh,占整個電動工具總裝機量的40%以上。目前,電動工具NCA電池重要供應(yīng)商有三星SDI、LG、松下、江蘇天鵬。
目前NCA電池做的最好的無疑是松下,早期推出的18650NCA電池能量密度就已經(jīng)達到250Wh/kg,2018年初,由松下和特斯拉聯(lián)合推出的21700NCA鋰離子電池,單體能量密度已經(jīng)達到340Wh/kg,超過目前NCM811的280Wh/kg的能量密度。三星SDI是除松下外最重要的NCA動力鋰電池生產(chǎn)廠家,他們的21700主力產(chǎn)品48G4800mAh能量密度也已經(jīng)達到260Wh/kg。LG化學(xué)為了進入特斯拉供應(yīng)鏈,也在積極研發(fā)NCA體系的21700電池,2018年已經(jīng)成功實現(xiàn)了量產(chǎn),最新產(chǎn)品M50鋰離子電池5000mAh能量密度達到270Wh/kg。
我國國內(nèi)在NCA電池方面做的最好的公司應(yīng)該是江蘇天鵬,江蘇天鵬在NCA電池方面,與特斯拉同類型的鋰離子電池廠家高比能NCA/硅體系產(chǎn)品早在2017年底就已實現(xiàn)批量并大規(guī)模穩(wěn)定出貨,尤其在電動工具市場鋰離子電池供應(yīng)上占據(jù)國內(nèi)鋰離子電池龍頭地位。其它做的比較好的公司還有天津力神、德朗能等。
除了上述已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)的公司,目前我國鋰離子電池龍頭公司CATL和BYD都有NCA電池的研公布局,而在NCA材料方面,國外市場NCA材料重要被住友金屬、日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學(xué)三家所壟斷,我國市場目前貝特瑞的產(chǎn)能最大(3000噸NCA材料產(chǎn)能),其它比如杉杉能源、容百鋰電、巴莫、長遠鋰科等都有少量的NCA材料的產(chǎn)能布局。
總的來說,由于技術(shù)、成本等原因,目前我國三元鋰離子電池市場還是以NCM為主,NCA規(guī)模并不大,但是隨著國內(nèi)電池公司和車企對NCA電池的認知提升,國產(chǎn)化正極材料的綜合性能和穩(wěn)定性的提高,NCA材料成本的下降,國產(chǎn)NCA一定能夠突破日韓公司的技術(shù)、工藝壁壘,大規(guī)模的量產(chǎn)NCA鋰離子電池,未來我們相信三元鋰離子電池的市場將會是NCM和NCA并存前進。
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