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安全系数直线升高？宁德时代明年或将推出811电池

【铝道】由于特辉县斯拉所使用的电池是镍钴铝NCA三元锂电池，而中国新能源汽车使用的三元锂电池主要是镍钴锰NCM电池，在电池技术路线上，业界曾一度有过这样的争议：到底该走NCA路线，还是走NCM路线？

目前，方向正在变得明晰，业界基本达成这样的共识：在进化到固态电池之前，走镍钴锰NCM路线，而且不断提高镍的比例。中科院院士欧阳明高就曾明确提出， 现在国内正在从镍：钴：锰比例3：3：3转向6：2：2，再转变到8：1：1，正在逐步实现。

这几年中国动力电池技术水平成长很快，成本降低也很多。从正极材料架子来讲，现在逐渐走向高镍的三元材料，zui近大家都在谈811电池;从负极来讲，电解液、薄膜等材料都已走向量产。我们希望在2020年之前能量密度可以达到300WH/kg。

在zui近的一次会议上，宁德时代副董事长黄世霖做了这样一次发言。而在之前的媒体报道中，宁德时代有望在明年推出811电池。同样，比亚迪也有这样的计划。

NCA技术壁垒高，且材料几乎被日企垄断

三元锂电池是一种以镍钴元素作为正极材料，以锰盐或铝盐来稳定化学架构的锂电池。NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料由一定比例组合而成，而NCA的正极材料是由镍钴铝构成，每个字母对应的都是相关元素的化学首字母。由于这两类锂电池能量密度相对更高，还能够平衡续航和稳定性，所以成为了电动汽车电池的首请大家放心的购买 选。

那么，两种电池都各自的优劣势都是怎样的呢？

镍钴铝电池，对制作工艺要求高且成本高，但铝可以起到提高电池循环化学稳定性的作用，搭配在三元体系中，镍含量可以得到一定提升，从而实现更高的电池能量密度。但是镍钴铝晶体结构较镍钴锰不稳定，容易在较高温度的情况下，发生崩塌导致热失控，且pH 值过高易使单体胀气，进而引发危险。

镍钴锰电池内的锰元素较难稳定更多的镍，导致目前镍钴锰体系能量密度稍低，所以续航表现不如镍钴铝电池。但好处是，含锰三元体系热稳定性更佳，同时镍含量比例较少，因而作为动力电池更为安全。

镍钴铝NCA电池材料的技术壁垒高，目前产能主要集中在日韩，我国量产较少。主要供应商有住友金属（Sumitomo）、日本化学产业株式会社和户田化学（Toda），韩国的Ecopro和GSEM也有少量产品销售。

一位业内专家告诉第 一电动： 从我了解的情况来看，国内主要的电池巨头都还是以NCM为主，NCA还没有规模投入市场。松下给特斯拉供的NCA单体密度已经可以做到300，而NCM811基本上也就做到250，这么来看NCA的密能量密度还是有比较明显优势。国内不搞NCA主要的壁垒还是来自技术瓶颈，NCA材料供应基本被日本企业垄断，电芯设计方面安全性的挑战比较大，生产工艺方面要求也更高比如湿度10%以下。

811电池渐成国内趋势，但还需要解决安或需要高技术对板卡进行维修全性问题

从能量需求看，NCA电池的确更有优势。不过，综合考虑制造工艺、成本、还有目前的技术条件，中国的电池企业当下主要还是集中在生产NCM。

在NCM电池中，按照镍钴锰三者含量的不同，NCM材料可分为NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，其中后面的数字代表的是镍钴锰的比例。从行业趋势看，目前国内主流动力类可研发基于石墨烯的高能量密度锂电池和超级电容等正极材料是NCM523。

但是，由于电动汽车厂家对电池续航里程要求越来越高，国内的动力电池厂商也桌上车床纷纷把重点投向高镍三元方向。因为随着镍元素含量的升高，三元正极材料的比容量逐渐升高，电芯的能量密度也会随之提高。而另一方面，而且作为稀有金属的钴价格不断上涨，高镍体系的NCM811将成为未来重要的发展方向。目前，NCM811材料技术日渐成熟，并开始逐渐释放产能，形成小批量试用。

行业数据显示，2018年一季度，国内三元材料产量31670吨，同比增长64.26％。其中常规NCM型号占比78％，NCM622型号占比14％，NCM811／NCA占比8％。其中NC8.4 实验机零件的已加工面M811产量大幅激增。由于车企和电池企业对于高镍三元材料的导入需求迫切，推进速度不断加快，今年一季度以来，NCM811材料已呈现出严重供不应求的状态。

可以说，在前几年高镍三元材料电池还处于个别厂家和学界的研发阶段，但从2016年开始，高镍三元电池的研发和生产已呈 燎原 之势。但问题也随之而来，三元材料中的镍含量越高，材料的稳定性越差，安全性越差。这个问题如何解决？

业内专家也就这方面向第 一电动表示： 镍比例越高，正极材料的热稳定性就越差。在遇到高温、外力冲击等情况时，高镍电池会存在安全隐患。且高镍电池充电时产气会导致电池鼓胀也是一个待解的问题。作为应用到汽车产品中的关键部件，高镍产品在安全方面仍然需要有更大程度的改进。可以说这是未来三年要努力克服的问题。

业内普遍认为，三元高镍材料的安全性可以通过材料改性优化、表面包覆、调整电解液和负极材料等方式来逐步解决。而另一方面，动力电池包内的其他设备也在进步，比如电池管理系统，比如各种传感器等等，它们也能弥补一部分电池在安全性能方面的不足。不过，811电池的量产，肯定还有不短的一段路要走。

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