在新能源汽車中，動(dòng)力鋰離子電池依然是純電動(dòng)汽車的核心零部件，在整車的價(jià)值中占比頗高。雖然近幾年來(lái)動(dòng)力鋰離子電池的價(jià)格在逐年下降，且高端車配套的增值服務(wù)，或者配件會(huì)攤薄動(dòng)力鋰離子電池的價(jià)值占比，但即便是這樣，目前動(dòng)力鋰離子電池依然在純電動(dòng)汽車中的價(jià)值占比最高的超過(guò)了40%。

就拿2019年市場(chǎng)上推出的主流代表車型來(lái)說(shuō)，華泰證券研究所的分解師比較亞迪秦pro、吉利幾何A、北汽EU5、廣汽AionS、特斯拉model3的電池成本與整車成本進(jìn)行了比較，具體見表1.

汽車動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展路徑

既然動(dòng)力鋰離子電池在純電動(dòng)汽車中的價(jià)值如此之高，那動(dòng)力鋰離子電池目前的發(fā)展?fàn)顩r要怎么樣呢?隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，長(zhǎng)續(xù)航里程的純電動(dòng)汽車將是新能源汽車發(fā)展的最終目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就要更高能量密度的電池，來(lái)滿足更高的續(xù)航里程。

目前常用的動(dòng)力鋰離子電池組括鋰離子電池、鎳氫電池，以及燃料動(dòng)力鋰電池。不同的電池，特點(diǎn)不用，使用范疇也不相同，比如鎳氫電池功率和安全性能較高，在混合動(dòng)力汽車中發(fā)揮優(yōu)點(diǎn);鋰離子電池能量密度較高，且可以持續(xù)提升，是純電動(dòng)汽車的首選;燃料動(dòng)力鋰電池加氫速度快，可以更快地完成能量補(bǔ)充過(guò)程。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，新能源汽車對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的需求將向著高能量密度(包括質(zhì)量能量密度和體積能量密度)、高安全性發(fā)展，同時(shí)要處理其充電時(shí)間比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)加油時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。

我們從寧德時(shí)代公布的一個(gè)動(dòng)力鋰離子電池能量密度發(fā)展規(guī)劃圖也可以看出，將來(lái)動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的路徑大致會(huì)是：鎳氫電池-傳統(tǒng)鋰離子電池-全固態(tài)鋰離子電池-燃料動(dòng)力鋰電池-鋰空氣電池的進(jìn)程。

NCM811成為動(dòng)力鋰離子電池的新寵

就目前而言，鋰離子電池還處于液態(tài)鋰離子電池體系下，但在高能量密度需求，以及低鈷化降成本需求下，趨勢(shì)動(dòng)力鋰離子電池向高鎳三元方向發(fā)展。

2016年到2018年，新能源乘用車產(chǎn)量在逐年新增，三元鋰離子電池裝機(jī)量也一路攀升，2018年動(dòng)力鋰離子電池裝機(jī)量達(dá)到56.4GWh，三元鋰離子電池裝機(jī)量為33.5GWh，占比近60%，首次超過(guò)了磷酸鐵鋰鋰離子電池成為市占第一的動(dòng)力鋰離子電池。

目前不論是國(guó)際，還是國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰離子電池公司，都朝著300Wh/Kg的能量密度目標(biāo)邁進(jìn)，在三元鋰離子電池中，非得向高鎳方向挺進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)。而在高鎳三元鋰離子電池上，目前有兩種路線，分別是鎳鈷鋁(NCA)體系和鎳鈷錳(NCM)體系。其中NCA緊要是松下配套給特斯拉在用，其余大部分都是NCM體系。

NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料由一定比例組合而成。在高鎳三元材料中，鎳的緊要用途是供應(yīng)電池容量，其含量越高，電池的能量密度就越大;鈷元素在共獻(xiàn)一部分容量的同時(shí)，起穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的用途;錳/鋁緊要用來(lái)穩(wěn)定三元體系結(jié)構(gòu)。

目前，全球的三元?jiǎng)恿︿囯x子電池都開始從中低鎳(如3：3：3;5：2：3)向高鎳(如6：2：2往8：1：1)轉(zhuǎn)換。

NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構(gòu)成，鋁可以起到提高電池循環(huán)化學(xué)穩(wěn)定性的用途，搭配在NCA體系中，鎳含量可以得到一定提升，從而實(shí)現(xiàn)更高的電池能量密度。至于NCA中鎳的含量，不同公司加工過(guò)程中會(huì)有所差別，但鎳含量的占比至少在80%以上。由于NCM811與NCA動(dòng)力鋰離子電池能量密度相對(duì)更高，續(xù)航能力更強(qiáng)，所以成為了近幾年電動(dòng)汽車電池在新能源補(bǔ)貼環(huán)境下進(jìn)行技術(shù)沖破的首選。

目前，由于日本的NCA電池技術(shù)發(fā)展較為成熟，緊要是以松下為代表的日本公司在主推NCA電池的加工。我國(guó)公司與韓國(guó)公司則更偏好大力發(fā)展NCM811。造成這一現(xiàn)象的原由有什么呢?

NCA與NCM811在加工工藝與成本上會(huì)體現(xiàn)出部分差異。

NCM811的合成辦法緊要是高溫固相燒結(jié)法，穩(wěn)定性和安全性能相較于NCA稍差，此外，其儲(chǔ)存和出產(chǎn)條件也十分苛刻。

NCA電池的克容量相比于NCM811要稍高，安全性能相對(duì)更好，但對(duì)制作工藝水準(zhǔn)要求高且實(shí)際加工成本較NCM811更高。NCA容易在高溫下發(fā)生崩塌導(dǎo)致熱失控，且pH值過(guò)高易使單體脹氣，進(jìn)而可能引發(fā)危險(xiǎn)。

目前國(guó)內(nèi)NCM811電池的量產(chǎn)代表公司為比克電池，其加工的NCM811電池已經(jīng)與江淮、小鵬汽車等實(shí)現(xiàn)合作。

寧德時(shí)代的NCM811電池也已經(jīng)在給廣汽新能源AionS供貨了。寧德時(shí)代的這款NCM811動(dòng)力鋰離子電池的電芯能量密度為240Wh/Kg，pack能量密度達(dá)到了170Wh/Kg，工況續(xù)航里程達(dá)到510km。此外，寧德時(shí)代也已經(jīng)開始批量給吉利幾何A和蔚來(lái)ES6供貨了。

比亞迪也曾經(jīng)表示今年會(huì)量產(chǎn)NCM811電池。

在國(guó)外，雖然韓國(guó)鋰離子電池巨頭LG化學(xué)、SKI和三星SDI都在積極備戰(zhàn)高鎳NCM811,但在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展上卻不盡人意。比如說(shuō)SKI曾預(yù)計(jì)2018年八月份會(huì)批量加工用于電動(dòng)汽車的NCM811電池，但今朝卻推遲到了今年第三季度才會(huì)正式量產(chǎn)。

而國(guó)內(nèi)NCA電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的公司則以天津力神與天鵬電源為代表，NCA電池系統(tǒng)能量密度最高能達(dá)到180Wh/kg，均勻系統(tǒng)能量密度也已經(jīng)能達(dá)到140-160Wh/kg。

雖然我國(guó)大部分電池公司都提出正在大力發(fā)展NCM811電池，但目前在國(guó)內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并裝車的高鎳三元電池，NCA的發(fā)展速度甚至要更快。目前，江淮、北汽新能源、長(zhǎng)安、寶駿、知豆等多款車型均已開始配套NCA電池，電池的能量密度與整車的續(xù)航里程都得到了大幅提升。

NCM811還面對(duì)什么挑戰(zhàn)?

雖然NCM811的能量密度更高了，但隨著三元材料鋰離子電池中鎳的比例提高，錳的比例降低，材料的熱穩(wěn)定性就會(huì)變差。

在NCM811電芯中，鎳的比例已經(jīng)達(dá)到非常高值，隨著電池使用期的上升，快充次數(shù)新增，在遇到過(guò)充過(guò)放、高溫、外力沖擊等情況時(shí)，即便是電池內(nèi)部溫度還處于設(shè)定安全狀態(tài)，電芯正負(fù)極析氧或析鋰發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)等導(dǎo)致熱失控的風(fēng)險(xiǎn)都會(huì)很高，電池安全性會(huì)急速下降。

隨著NCM811技術(shù)研發(fā)進(jìn)程的加速，國(guó)內(nèi)公司相繼提出了一些處理NCM811安全問(wèn)題辦法，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)運(yùn)用到相應(yīng)的車型上。以寧德時(shí)代為例，該公司從電芯環(huán)節(jié)通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)和化學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)應(yīng)對(duì)安全和熱失控問(wèn)題，而模組環(huán)節(jié)采用多個(gè)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，電池組環(huán)節(jié)運(yùn)用業(yè)界首創(chuàng)阻燃技術(shù)進(jìn)一步處理NCM811帶來(lái)的安全問(wèn)題。目前，寧德時(shí)代NCM811電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，蔚來(lái)ES6和合眾U等車型預(yù)計(jì)將在2019年下半年上市并采用該款NCM811電池。

雖然電池廠商和汽車制造商提出了一些處理辦法，但不斷出現(xiàn)的電動(dòng)汽車燃燒事件，讓消費(fèi)者心中洋溢擔(dān)憂。

有人認(rèn)為，電池不會(huì)一開始過(guò)充或者快充就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，而有研究發(fā)現(xiàn)電池在快充300~500次之后，穩(wěn)定性會(huì)逐漸變差。因此，他們擔(dān)心這類新型動(dòng)力鋰離子電池的安全性是不是能夠得到足夠的保證。

結(jié)語(yǔ)

有關(guān)新能源汽車的動(dòng)力鋰離子電池問(wèn)題，筆者曾經(jīng)聽一些從事新能源汽車的工程師說(shuō)，由于今朝動(dòng)力鋰離子電池的能量密度普遍較高，為了滿足用戶快速充電的體驗(yàn)，有的公司開始將電池真切容量的80%標(biāo)注顯示為100%，這樣，所有的電池就都能在半小時(shí)之內(nèi)快速充電到100%了。

這種做法從法律上將并沒有什么過(guò)錯(cuò)，雖然電池沒有完全洋溢，但也能達(dá)到你的使用需求，跟說(shuō)明書上標(biāo)注的續(xù)航里程數(shù)也是一致的。但筆者總感覺怪怪的。