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        高鎳三元電池漸成主流電池企業積極佈局爲何集體“難產”?
        發佈時間:2016-09-22

        隨着三元材料在動力領域安全性逐步成熟,以及消費市場對於續航裏程的需求提升,在能量密度上具有顯著優勢的高鎳三元電池被市場普遍看好,成爲衆多動力電池企業的研究熱點。

        高工鋰電網瞭解到,目前包括力神、比克、波士頓、寧德時代等大型動力電池企業都將高鎳三元電池作爲下一代動力鋰電池的研發目標,但目前基本仍處於研發測試階段還未批量生產,要實現大規模產業化還存在一定的距離。

        業內人士指出,高鎳三元材料電池的安全性受正極材料製備、製造環境、生產設備、電芯製造工藝等多重因素影響。其中,高鎳三元正極材料的不成熟和高鎳三元電池製造工藝技術尚未突破是阻礙其產業化的主要原因。

        高鎳三元材料產品性能有待提升

        高能量密度動力電池的市場需求帶動了衆多正極材料企業對高鎳三元材料的研發佈局。然而由於高鎳三元材料的研發製備存在較高的行業技術壁壘,國產高鎳三元材料仍無法滿足高鎳三元電池實現產業化的需求。

        "公司已經在高鎳三元電池領域進行了多年研發,但產品還處於測試階段尚未量產。"天津力神電池股份有限公司副總工程師蘇金然對高工鋰電網表示,高鎳三元電池的研發依賴於高鎳三元正極材料的研發生產,目前國產高鎳三元正極材料的安全性和穩定性都有待提升,因此高鎳三元電池的大規模產業化應用還需要一定的時間。

        目前國內三元材料市場上較爲主流的是NCM523和111型,更高一級的NCM622型也開始在動力電池領域批量應用。但是真正意義上的NCM811型和NCA高鎳三元材料卻還處於研發測試階段,尚未獲得動力電池企業的認可,離大批量生產應用還存在一定的距離。

        高工產業鋰電研究所(GGII)調研數據顯示,高鎳三元材料的佔比持續上升,2016年國內NCM622、NCA型在三元材料總產量的佔比超過5%,當前國內三元材料仍超過75%爲NCM523。(含容量型和倍率型)

        "國內也有多家正極材料企業在佈局NCM811型,但主要還處於測試階段,進入電池供應鏈需要一段時間。"北京當升材料科技股份有限公司副總經理王曉明對高工鋰電網表示,高鎳三元材料擁有很高的技術壁壘,從研發生產到大批量應用需要經歷漫長的測試周期。

        目前當升科技的三元正極材料供不應求正在擴產,NCM622已經開始陸續投產,正在加速推進NCM811型的研發生產。

        據瞭解,目前高鎳三元正極材料的成熟製備技術和批量生產能力主要掌握在日本住友、戶田工業、ECOPRO等幾家日韓企業手中,國內高端高鎳三元材料主要依賴進口。

        業內人士指出,三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池能量密度、降低材料成本等方面具有明顯優勢,但安全性和穩定性問題卻較爲突出。

        由於高鎳三元正極材料的技術壁壘較高,在製備工藝和設備以及生產環境等方面的要求都遠遠高於普通三元材料,國產高鎳三元材料走向成熟還需克服多項技術難題。

        一方面,高鎳三元材料在前驅體燒結和材料生產環境方面的要求都較爲苛刻,產品在存儲使用過程中容易吸潮成果凍狀,不易調漿和極片塗布。因此正極材料企業對窯爐設備等生產設備的各項性能要求都比較高,但目前國內的生產設備還無法完全滿足高鎳三元材料的製備要求。

        另一方面,高鎳三元材料的研發製備和批量生產也對正極材料企業在技術創新、工藝升級、資金投入和市場開拓等方面也產生了巨大壓力,這也意味只有少數實力雄厚的正極材料企業有能力在該領域展開競爭。

        製造工藝短板突破困難

        需要注意的是,儘管高鎳三元正極材料瓶頸可以通過進口暫時解決,但高鎳三元電池製造工藝技術尚未突破依然是阻礙高鎳三元電池大規模產業化的關鍵。

        "高鎳三元電池的產業化並不僅僅取決於正極材料的突破,其它材料的合理搭配、電池製造工藝和包覆工藝升級、電池的安全性和一致性問題解決等都有很大的影響。"北京波士頓電池技術有限公司高級總監馬俊峯指出,高鎳三元材料電池的製備工藝難度較大,這對動力電池企業的技術創新和產線改造提出了很高的要求。

        馬俊峯表示,北京波士頓在三元鋰電池領域擁有核心競爭優勢,在高鎳三元電池方面也進行了多年研發佈局,目前正處於中試階段還未量產。

        "高鎳三元電池的製造對水分比較敏感,目前還沒有完全成熟可靠的解決方法。"深圳市比克電池有限公司副總裁林建表示,儘管目前高鎳三元材料電池尚無法大規模產業化應用,但在未來將會成爲電池技術路線的主流而擁有廣闊的市場。目前比克的高鎳三元材料電池已經接近量產。

        業內人士表示,儘管目前高鎳三元材料電池還無法大規模量產應用,但隨着電池企業製造工藝和高鎳三元材料的瓶頸突破,未來2-3年業內將會實現高鎳三元材料電池產業化應用。

        屆時,在高鎳三元電池領域率先進行研發積累的動力電池企業將佔據先機,獲得更多競爭優勢。 


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