雅斯頓原創(chuàng)文章 | 哈爾
前情提要
純電動請三思 | 純電動普及的第一步，保值率至關(guān)重要 （一）
純電動請三思 | 我們是否真的需要一車一樁？（二）
現(xiàn)如今將純電動汽車?yán)m(xù)航里程的長短，作為評判一輛車好壞的前提似乎是一件再正常不過的事情，很多車企也經(jīng)常用本款車型續(xù)航里程高達(dá)500公里，超越國內(nèi)一眾競爭對手的宣傳來吸引消費(fèi)者的目光。不可否認(rèn)，對于大多數(shù)消費(fèi)者而言，續(xù)航里程的提升可以很好的減少甚至消除“里程焦慮”，但伴隨而來的安全問題同樣值得消費(fèi)者思考和關(guān)注。
1被迫進(jìn)入811時代
隨著補(bǔ)貼政策的進(jìn)一步收緊，政府對電池能量密度及續(xù)航里程提出了更高的要求。2018年年初，四部委發(fā)布《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補(bǔ)貼政策的通知》（以下簡稱《通知》）?！锻ㄖ芬?，2018年補(bǔ)貼系數(shù)與能量密度掛鉤。乘用車想要拿到最高倍補(bǔ)貼系統(tǒng)能量密度需＞140Wh/kg；非快充類純電動客車要獲最高補(bǔ)貼同樣需要＞140Wh/kg。
到2019年，調(diào)整后的《通知》顯示，可享受1倍補(bǔ)貼車型裝備的電池能量密度限制需不低于160Wh/kg，且這一限值在2020年將達(dá)到260Wh/kg。一邊是消費(fèi)者的需求一邊是政策的要求，如何提高動力電池的能量密度便成了近幾年最熱門的話題，再加上因鎳鈷鋁NCA電池技術(shù)壁壘高，且日企壟斷了NCA的材料市場，中國電池制造商在綜合技術(shù)條件、工藝、成本等多重因素下，大多只能選擇鎳鈷錳NCM的路線。
按照鎳、鈷、錳三者用量比例不同，鎳鈷錳三元鋰電池具體可細(xì)分為111型、523型、622型和811型等，現(xiàn)在市場上多以523和622型為主，單體能量密度在200Wh/kg。而811電池則一舉突破300Wh/kg，相當(dāng)于將能量密度提升了近50%，使得NCM811電池成為了多家中國電池制造商的最佳選擇。
因此2018年也被稱為是中國電池的811元年。在那一年的5月，比克電池率先宣布3.0Ah圓柱18650電池NCM811的量產(chǎn)下線。隨后鵬輝能源也對外透露，公司NCM811材料的2.8Ah、3.0Ah圓柱18650電池已量產(chǎn)。當(dāng)然除了比克和鵬輝能源宣稱具備量產(chǎn)能力外，國內(nèi)有數(shù)家電池廠也都在去年對外公布了高鎳811的未來布局。
在這其中，動力電池的兩大巨頭寧德時代和比亞迪的動作并不算快，寧德時代在今年實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)并裝車，但比亞迪的最終量產(chǎn)及應(yīng)用時間目前仍未公布。不過寧德時代雖不是最早布局并量產(chǎn)811電池的企業(yè)，但卻是第一個將811電池裝車的電池廠，而第一款搭載811電池并上市的車型便是寧德時代最早的合作伙伴寶馬于今年3月上市的X1 PHEV。
2811的優(yōu)勢與劣勢
那么到底何為811電池？除了能量密度高以外，它又有哪些優(yōu)劣勢？NCM811，即正極材料為鎳鈷錳，同時含量比例為80%：10%：10%的三元鋰電池，因鎳在鋰離子電池內(nèi)的主要作用就是拉高克容量，讓電池的能量密度更高，所以811電池也就成為了目前能量密度最高的鋰電池。
但鎳也是金屬活性高的元素，因此它的比重越大電池的安全性就越低。主要表現(xiàn)形式就是循環(huán)充電的容量損失和高溫環(huán)境容量加速衰減，長此以往，811電池的使用壽命便會下降，因熱失控導(dǎo)致的自燃風(fēng)險也將顯著上升。
其次，鈷作為三元鋰電池的關(guān)鍵材料，既可提高電池的穩(wěn)定性又可增加電池的循環(huán)壽命，對三元鋰電池起著至關(guān)重要的作用。但在811電池中，鈷的比重卻只占到了10%，安全隱患不容小覷。
不過鈷的價格是三種元素中最貴的，而且三元鋰電池市場經(jīng)過近幾年的開拓，鋰、鈷等金屬資源吃緊，尤其是金屬鈷，其成交價格更是從2016年的25.5-28萬元/噸漲到2017年年終的53.4萬元/噸，暴漲97.8%，而鎳的成交價格一直也就在10萬元人民幣/噸上下徘徊，錳的出廠價就更低了，基本只需1.3萬元人民幣/噸?？梢?11路線提升鎳降低鈷的含量，除了能最大程度的增加能量密度外，還能有效降低成本。
據(jù)悉，采用811材料生產(chǎn)的三元電芯，單位成本可相比523電芯下降約7%，核算成電池包成本后，綜合單位Wh成本下降幅度可達(dá)8%以上。
值得一提的是，特斯拉在2013年推出的第一款車采用的就是松下研發(fā)的鎳鈷鋁80%：15%：5%的三元鋰電池，而當(dāng)時中國新能源汽車普遍都在使用磷酸鐵鋰電池，這也就是為什么特斯拉的續(xù)航里程在多年來都能保持絕對領(lǐng)先地位的原因。
3安全性如何提升？
這樣看來，811電池的優(yōu)缺點(diǎn)都非常明顯，以至于輿論對它也呈現(xiàn)了兩種不同的聲音。一種認(rèn)為811電池是目前能量密度最高的電池，純電動汽車想要突破500公里、600公里甚至更高的續(xù)航瓶頸，發(fā)展811是不二法門；另一種則認(rèn)為，當(dāng)前的電池包防護(hù)技術(shù)還不足以保證811這種熱穩(wěn)定性較差電池的安全性，電池廠和主機(jī)廠全力以赴811并不明智。那難道就沒有辦法解決這個問題了嗎？
中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高曾就高鎳動力電池的安全問題進(jìn)行過詳盡的分析，他認(rèn)為提高高鎳電池的安全性目前主要有三個技術(shù)途徑。
首先需對電池包和正極材料進(jìn)行進(jìn)一步的研究。例如用單晶顆粒來替代多晶的正極材料，電池的熱穩(wěn)定性和安全性就都能得到一定的改善。
其次，對熱蔓延進(jìn)行阻隔，即在主導(dǎo)傳熱的路徑上加隔熱材料，形成“防火墻”的效果。而這種技術(shù)已經(jīng)在使用811電池的寶馬X1 PHEV上有所應(yīng)用。
最后就是對熱失控的管理。目前寧德時代在這方面已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)提前15分鐘將可能引發(fā)熱失控的內(nèi)短路預(yù)警出來。
做到以上這些，也許811電池的安全性和耐用性就可實(shí)現(xiàn)巨幅提升。但就目前的現(xiàn)狀而言，811電池顯然還未達(dá)到最為成熟的狀態(tài)，對其過快投放市場的行為消費(fèi)者除了擔(dān)憂也會進(jìn)一步打消購買純電動汽車的熱情，長遠(yuǎn)來看這并不是筆劃算的買賣。
圖 | 來源于網(wǎng)絡(luò)
About Astoncar
愛車，更多一點(diǎn)
雅斯頓 |以消費(fèi)者的目光探討汽車，分享更多原創(chuàng)真實(shí)的汽車觀點(diǎn)
Contact us
gao@astoncar.com
