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“811”動力電池時代來臨 我們真的準備好了嗎
2019-11-22 09:44:59   來源:摩信網   類型:原創   作者:十八子   閱讀(5244次)
 

隨著近幾年來新能源汽車行業的飛速發展,續航里程作為其最核心的指標之一,也不斷往上提升。在國家政策和市場環境的雙重推動下,普通的續航里程已經難以滿足乘用車產品需要,“811”電池應運而生。

隨著寧德時代、國軒高科、比克電池等多家動力電池企業在“811”電池上取得重大突破,“811”時代已經來臨,但我們真的準備好了嗎?

什么是“811”動力電池

三元電池由于其高能量密度的優勢,一直是新能源乘用車的主力電池。三元電池以NCM和NCA為主,即鎳鈷錳和鎳鈷鋁,它們是電池中的正極材料名稱,因為正極材料在電池中所占比重最大,所以動力電池常以正極材料命名。

由于技術壁壘等原因,市場上大多數車型配套的三元電池還是“532”和“622”。在補貼政策對電池能量密度和續航里程的新要求下,目前電池技術正向著高鎳低鈷的方向發展。三元電池的正極材料從鎳、鈷、錳三種金屬比例為1:1:1演化為4:2:4,再到5:3:2、6:2:2,以至于目前即將流行的8:1:1,“811”已經代表了目前可量產 NCM 電池的最高水準。

“8”代表了鎳元素在三元電池中的比重,而鎳的比重越高,電池的能量密度就越高。相對的是,鎳作為金屬活性相對較高的元素之一,它的比重越高,電池的穩定性和安全性就越低。

鎳元素的比重越高,鈷元素和錳元素就顯得越重要。鈷和錳在三元電池中的主要作用就是提高電池穩定性,增加電池的使用壽命。且由于鈷的價格一直居高不下,“去鈷化”一直是各大電池企業在努力的方向。

多家主流電池企業布局“811”

2018年開始多家電池企業紛紛布局“811”電池,進行相關產品的研發和生產,因此2018年也被稱為“811”元年。

2018年寧德時代就表示,將于2019年推出高鎳三元電池。2019年3月,寶馬X1插電式混合動力里程升級版上市,采用了寧德時代811電芯,寶馬還宣稱,這是全球第一個量產811電池。2019年4月,寧德時代研發團隊攻克了動力電池正極和負極材料等關鍵核心技術,開發出比能量達304Wh/kg的“811”電池樣品。

比亞迪在2018年6月就宣布NCM811動力電池研發取得重大進展,將于2019年下半年投入使用,并將在與長安汽車成立動力電池合資公司的基礎上,投資50億元在重慶增建10GWh高鎳811電池產能。

國軒高科2018年承接的國家科技部300wh/kg高能量密度重大科技專項目進展順利,已開發出三元811軟包電芯,同時開始建設相關產品中試線。2018年12月28日,三元811軟包樣品已于近期通過科技部的中期檢查,電池能量密度到達302wh/kg,循環次數超過1500周。2019年1月產能達1GWh的配套生產線實現生產,預計到2020年實現811軟包電池量產。

據了解,比克電池早在2012年就開始著手對高鎳811工藝進行研究,并于2016年實現量產。2018年10月比克電池發布了其最新產品——比克18650-3.0Ah高能芯,該電芯能量密度達250Wh/kg。811電池在比克動力電池出貨量中的比例已經超過50%,用在領途汽車、康迪汽車、小鵬汽車、江淮大眾汽車和零跑汽車等多款純電動車型上。

需求是事實 但發展需冷靜

市場對高續航里程和高能量密度的追求,“811”電池需求已成不可避免的事實,但事實上,發展“811”仍需冷靜。

由于補貼政策引導的方向正是給予高能量密度、高續航的產品更高的補貼。因此“811”也成為了當前新能源行業發力的主要方向之一,車企為了拿到補貼,只能寄托于高能量密度電池,以此來達到補貼對續航里程的要求。

無論是從消費需求還是政策推動方面來看,高密度高續航都是新能源汽車必然發展方向。在這樣的前提下,如何提升“811”電池安全性以保證整車安全,就成了電池企業和車企都必須思考的問題。

提升“811”電池穩定性還有哪些辦法?

中國科學院院士、中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高曾針對這個問題發表過看法,他表示目前提高高鎳電池的安全性主要有三個技術途徑。

第一種是對動力電池pack和正極材料的進一步研究,如用單晶顆粒來替代多晶的正極材料,可以在一定程度上提升“811”電池的熱穩定性和安全性。

第二種是物理隔熱阻燃,在主導傳熱的路徑上加隔熱材料,實現隔熱絕望,同時預留空間釋放電芯膨脹,這種技術已經應用在寶馬X1 PHEV搭載的“811”電池上。

第三種是建立高效的電池恒溫系統,通過電池恒溫系統讓相對活躍的811電池穩定在合理的工作溫度,還可以實現提前對可能引發熱失控的內短路進行預警。

此外,企業還可以通過遵循高于國標的設計標準去進行產品的開發和設計,以此來保證“811”電池的安全性,如國外的UL2580電池標準。UL2580標準是UL在2011年針對車用動力電池安全制定,UL2580標準涵蓋了電動車動力電池內部電芯、模組、封包在內一系列認證標準,從電池過度使用、發生危險對人員的保護、長時間的使用后電池充放電耐久性進行系統性評估,該標準相比國標更加嚴苛也更加完善。

作為當前提升新能源汽車續航里程最有效快捷的途徑,“811”電池已然是行業重點發展方向。但其高能量密度與安全性、使用壽命的矛盾,仍然需要被先行者們看到。我們不應放過任何一種能夠推動新能源汽車行業進一步突破的可能,但在面對發展過程中出現的問題,行業也應該更理性地去對待,穩中求進才是最安全的一條道路。

(編輯:xuyongjie)

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