根据韩国电池业界分析,明年电动汽车的电池将会朝着含镍90%以上的高镍电池的方向发展。明年使用新材料大幅提高能源密度的电池将进入市场,因为这种新型电池能够很大程度地提高电动汽车的行程,所以电动汽车厂商也将加速让搭载这种电池的新车种面世。
首先,在新年里将第一个开始发生变化的是LG能源技术与E&F合作生产的镍、钴、锰、铝(NCMA)电池。LG能源技术将在世界上首次把NCMA电池投入市场。该电池把镍的比重提高到了90%,并添加铝成分用以加强稳定性。这款电池计划将装载在特斯拉的电动汽车上。
可以说,LG能源技术的NCMA开启了先河,把电池的镍含量提高到90%。电动汽车电池中的镍材料是最核心的素材,能量密度决定于镍含量的高低。随着镍含量的升高,锂离子就开始更多地发生移动,从而生成了电。也就是说,电动汽车所搭载的电池中的镍的比重越高,汽车的行驶距离就会越远。
但是,要想增加镍的比重则需要具备高超的技术能力。电池里的镍含量越高,就会造成大量的锂离子向阴极移动,电池就会出现结构性不稳定的问题。特别是原料合成、水分控制等技术的难度是非常高的。
在很长一段时间内,电动汽车的电池的发展都没有做基本结构的改变,仅仅是提高了某些原料的含量,即使是这样也被限制在了一定的水平之内。例如,NCM 622(镍60%,钴20%,锰20%)电池中,含镍80%的NCM电池虽然成功地进行了批量生产,但仍然没有突破提高镍含量的壁垒。因此,LG能源技术的含镍90%的NCMA电池进入市场的真正意义,就是它超出了现有电池的技术界限。
同时,引人注目的是,它开启了四元系的电池时代。而当前的大部分电动汽车的电池都是以镍、钴、锰为中心的三元锂电池。LG能源技术在提高镍含量的同时,将高价的钴的含量降低到了5%以下的最低水平。通过提高铝含量,降低了电池制造价格,还加大了功率输出。每吨铝的价格为1500美元,比钴便宜2 0倍。所以,产品定型后的NCMA体现了一个成功案例的典范。
业界认为,装上90%的高镍电池的电动汽车的行程将超过600公里,比现在增加100公里以上。从首尔到釜山的直线距离约300公里,充一次电就可以跑一个来回;只要充满电,就可以走到韩国的国任何一个地方。
因为有了这样一个好处,所以在电池业内,大家都会把精力都投入到提高电池的镍含量上面。随着NCMA迈出了第一步,NCMA电池也将被大量采用,而在高镍技术上面的竞争也将会更加激烈。
实际上继特斯拉电动汽车之后,美国通用汽车公司在明年下半年也计划使用NCMA电池。通用汽车公司正在和LG能源技术在美国组建电池合作公司,计划在当地生产出NCMA电池使用到自己的电动汽车上。预计装载的车型包括中大型电动敞篷货车等。所以通用汽车公司在推出自己的新车型之前,就已经在忙着NCMA高镍电池的事了。
由于能大幅提高行程的电池开始进入市场,所以,其它电动汽车和电池企业也将加快技术开发速度,提高电池的镍含量。
据业界透露,三星SDI计划明年把其成为‘后半代’的NCA(镍、钴、铝)的含镍80%的电池投入量产;SK Innovation也将于2023年将含镍90%的NCM电池投入批量生产。三星SDI和SK Innovation开发和使用80%-90%镍含量的NCA和NCM电池尚属首次。通过增加镍含量,从而提高电动汽车的电池性能,才能拉升电动汽车的销量。
三星SDI的NCA电池的阳极材料是高纯度的。他们的目标是在NCA电池系列里,把镍含量提高到88%的业界最高水平,从而延长电动汽车的行程。他们用铝代替锰,把镍含量提高上来,同时解决了安全问题。三星SDI战略是使用NCA电池拿下电动汽车的电池市场。
SK Innovation的计划是利用含镍90%的NCM圆盘电池攻占电动汽车的电池市场。他们正在推进的NCM圆盘电池是NCM 811电池的后续型号,它成为镍含量最高的高镍电池。
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