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NCM811三元锂电池的技术路线

来源:钜大LARGE    2019-06-06    点击量:336

这也许是一篇很枯燥的技术分享文章,但在退补前的这个时间,它或许将改变下一个新能源市场的走向。电池是与新能源汽车关联度最强的技术路线之一,无论从整车的制造成本还是实际带来的产品续航、能耗以及轻量化等方面,电池技术路线的选择对一家车企而言极其关键。


在近日的一次技术分享会上,目前新造车品牌之一的合众汽车,对目前其产品所涵盖的三大技术维度进行了分享,包括了三电系统、智能驾驶以及官方称之为“具备情感关怀”的智能座舱。而其中在三电系统的分享中,这家初创车企在电池技术路线上大胆的选择了目前业内热议的NCM811三元锂电池,而关于这一选择,官方也给了多个维度的解释以及对接下来市场中电池技术选择路线的猜想。


什么是NCM811三元锂电池


关于新能源汽车中应用的磷酸铁锂以及三元锂电池,是过去几年中我们经常普及和比较的两类电池技术路线。而从2017年开始,目前全球的新能源汽车已经完全进行了从磷酸铁锂到三元锂的路线切换,直至今日,前者几乎已经成为了技术进程中的淘汰者,市场已经完全被三元锂电池所霸占。


而NCM811是三元锂电池当前最前沿的开发路线之一,NCM代表着其主要成分镍(Ni)钴(Co)锰(Mn),而811代表的则是三种成分的配比0。8:0。1:0。1。在NCM811之前,523以及622配比是市场中主要的三元锂电池生产路线,选择配比的核心是围绕着提高镍(Ni)并降低钴(Co)的含量而进行。在技术层面,更高的镍能够满足电芯更大的放电比以及相对密度(比容量),但最关键的还是通过不断的降低钴含量,来让电芯的成本更低。


宁夏11选5APP下载过去几年中,全球的钴元素价格已经随着新能源汽车市场的爆发而冲破了天花板,这也让电池组制造成本难以下降(甚至有一定恶意垄断的可能),从而也限制住了车辆终端售价。而从电池生产商到车企角度,如何降低对钴的依赖性是控制整个成本链的关键,因此811配比已经成为了目前大家心之向往的三元锂电池路线,可想把这一步埋成功,风险与回报等同。


与NCM811配比同样严苛的还有特斯拉Model3正在使用的NCA配比,其中钴的含量更低,仅占0.5(0.8:1.5:0.5)。而关于NCM811与NCA的技术路线的选择,也是近一年时间中行业内被讨论最多的话题之一,但后者在生产工艺要求以及对于生产线的改造难度都更大,NCM811则成为了短时间内更被看好的方向。但从目前中国新能源补贴政策结束期来看,2020年之后,钴价格的变化才能真正决定两类前沿的电池技术谁更会被采用。


进入2019年之后,从国内多家电池企业的研发计划来看,NCM811都被正式提上了规划。这次在合众汽车的技术沟通会上,其也谈到即将在今年年底上市的合众U将采用由宁德时代供应的NCM811三元锂电池,也成为目前市场中最早一批采用NCM811电池的新能源车企之一。但对于车企而言,面对NCM811电池技术路线的推进如果只是依赖电池生产企业显然是不行的,是否做好了对量产车型的技术评估,在电控系统以及安全策略层面也是否做好了足够的准备,选择风险与回报同等的NCM811电池肯定不是一个“拿来主义”的思路。


可以向一切妥协,唯独“安全”不行


宁夏11选5APP下载关于三元锂电池各种配比的优劣势不是这期内容的重点,我们直接跳到核心的环节——NCM811电池量产应用的痛点在哪?其实最关键的就在于如何控制在高镍(Ni)配比下的安全问题,这也是很多车企不敢于选择NCM811三元锂电池的原因。考虑安全性,是所有车企在评估技术推进过程中的底线。


稳定性、热失控以及循环寿命,三个难题都是围绕着NCM811电池的历史问题,也直接涉及应用到新能源汽车中关键的产品可靠性。在过去的时间里,为了安全的考虑,车企在三元锂电池的选择上仍然倾向于选择保守的523或者622配比。甚至在几年前,NCM811电池的安全风险性都无法通过国家的强制安全认证。


宁夏11选5APP下载但随着国内越来越多的电池企业以及车企投入到NCM811电池的研发和测试中,近两年其在安全性控制上也得到了明显的改善,加上政策对于电池组能量密度要求的不断升高,NCM811已经是一条不可避开的路线,大规模进入市场也只是时间的问题。强化生产和强化电池系统管理,分别交给了电池厂商和车企来负责。


在上海车展刚刚亮相的合众U已经宣布将采用NCM811三元锂电池,在技术沟通会上,合众汽车工程院副院长邓晓光,也着重提到了在2019年这个时间点敢于选择这条电池路线的必要性,并且保证能够获得最高的安全等级标准。而对于所有新能源车企都在追求“电池系统轻量化”的问题上,NCM811电池也是技术发展的趋势。


邓晓光提到,对于新能源汽车而言,电池能量密度以及整车能耗始终是技术努力的方向,而越早为NCM811技术路线做准备,也能够尽早的将电池组系统平台化。而所涉及到的安全稳定性问题,也将通过与供应商在产品一致性上打磨,同时在电池控制系统上针对NCM811的放电特性进行管理策略制定,例如增加控制充电倍率以及进行阶梯充电策略等。


除此之外他还提到,满足能量密度与电池系统轻量化上,NCM811电池也能够配合针对性的PACK封装技术实现“增容减重”,在合众U车型上,其电池组能量密度达到了180wh/kg,也让其综合续航里程突破了500km。这一续航成绩离不开NCM811电池的帮助,甚至在未来几年中还有更大的提升空间。


补贴消失与电池技术路线的变局


2019年是新能源汽车拥有国家补贴的最后一年,在上半年中已经有多家企业明确表示产品在研发时已经完全做好放弃补贴的准备,用产品的硬实力去换市场。所以在这一次合众汽车的技术分享会中,虽然官方还提到了关于智能座舱理念以及自动驾驶的技术路线设定同样是其接下来产品的主要卖点,但就我看来,在NCM811电池的选择上,合众先一步的走在了市场的前面,有风险肯定也有回报。


电池路线的选择一直与政府补贴有着强关联,放弃磷酸铁锂转而选择三元锂,也是由于对能量密度的补贴要求和进行的转移。而在2019年的补贴中,对整车能耗系数门槛的增加,也是促使电池技术路线的选择必须继续向低能耗和高密度去转移。但事情都有两面性,当前同样有传言在暗示明年完全停止补贴后,车企又会向“成本与利益”的方向回潮。在钴价格高居不下的当前,既然没有了“补贴”的诱导,是否会回头重新选择成本更低磷酸铁锂电池


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