日前,天津力神研發(fā)出一種NCA三元高比能量動力電池,能量密度超過300wh/kg,引發(fā)業(yè)界關(guān)注。
據(jù)悉,天津力神開發(fā)出的NCA電芯單體比能量達到302wh/Kg,體積能量密度大于642Wh/L,25℃下1C充放電循環(huán)710次(100%DOD),容量保持率達到80%;同時通過優(yōu)化電解液配方,循環(huán)性能明顯改善,目前循環(huán)285次(100%DOD)容量保持率高達96%。這一工作為開發(fā)出比能量300Wh/kg、循環(huán)壽命1500次的鋰離子電池單體奠定了基礎(chǔ)。
在國家政策要求、新能源汽車續(xù)航里程提高和鈷價不斷高漲的多重刺激之下,高鎳體系的NCM 811和NCA材料已經(jīng)成為國內(nèi)動力電池企業(yè)積極布局的熱點,而從市場情況來看,大多數(shù)企業(yè)選擇了NCM 811路線,而非NCA路線。
據(jù)悉,當升科技NCM 811產(chǎn)品目前年產(chǎn)能為4000噸,三期工程計劃1.8萬噸/年高鎳多元材料產(chǎn)能,將于2018年至2020年間陸續(xù)建成投產(chǎn);國軒高科表示已經(jīng)開發(fā)出三元811材料軟包電芯,能量密度能夠達到302wh/kg;杉杉能源2017年底宣布月產(chǎn)100噸的寧鄉(xiāng)基地NCM 811產(chǎn)線順利投產(chǎn);億緯鋰能表示,自從2012年起就已開始推廣非車用NCM 811;天津巴莫2017年年產(chǎn)5000噸高鎳材料產(chǎn)線投產(chǎn),目前已經(jīng)實現(xiàn)向國際大客戶批量提供NCM 811。據(jù)了解,寧波金和、廈門鎢業(yè)、天力鋰能等高鎳811項目也在穩(wěn)步推進。
而三元NCA 材料,由于國內(nèi)起步比較晚,技術(shù)水平較國外企業(yè)有很大的差距,NCA目前產(chǎn)能主要集中在日本和韓國。NCA主要的供應商有日本的住友金屬、日本化學產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學,韓國的Ecopro和GSEM也有少量產(chǎn)品銷售。其中,戶田化學主要供應日本AESC和韓國LGC,住友金屬主要供應松下和PEVE,韓國的Ecopro對應客戶為SDI。數(shù)據(jù)顯示,2017年中國電動汽車市場實現(xiàn)鋰離子電池裝機總量33.55GWh,其中磷酸鐵鋰電池裝機16.33GWh,NCM三元電池實現(xiàn)裝機15GWh,而NCA三元電池裝機量僅為286.5MWh。
國內(nèi)NCA技術(shù)路線沒有發(fā)展起來,除了起步晚,還與三元NCA 材料的生產(chǎn)技術(shù)壁壘較高有很大關(guān)系。在NCA材料中以Al代替錳,實際是將鎳鈷錳酸鋰通過離子摻雜和表面包覆進行改性,離子摻雜可以增強材料的穩(wěn)定性,提高材料的循環(huán)性能。但是在制作過程中,由于Al為兩性金屬,不易沉淀。NCA電池需要純氧環(huán)境、加工成本較高,在電池生產(chǎn)全過程均要控制濕度在10%以下,這些對國內(nèi)企業(yè)都存在很大挑戰(zhàn)。
除天津力神外,國內(nèi)企業(yè)如貝特瑞NCA技術(shù)已具備量產(chǎn)條件,目前在深圳有3000噸高鎳正極材料產(chǎn)能,已實現(xiàn)向松下等客戶銷售,后續(xù)將在江蘇常州新建1.5萬噸高鎳正極材料生產(chǎn)線。另外,上海德朗能、杉杉能源和容百鋰電也都對外宣稱,具備規(guī)?;a(chǎn)NCA材料的能力。