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动力电池攻关300wh/kg!国内NCA材料布局起底

2019-2-12 10:29| 发布者: admin| 查看: 379| 评论: 0

摘要: 起点研究(SPIR)数据显示,2018年三元电池装机量为30.7GWh,其中NCA电池装机量为64MWh,配套车辆1849台,全部为纯电动乘用车,主要是力神电池为江南汽车众泰牌轿车拍套1808台,联动天翼为小鹏汽车配套41台。 ...
起点研究(SPIR)数据显示,2018年三元电池装机量为30.7GWh,其中NCA电池装机量为64MWh,配套车辆1849台,全部为纯电动乘用车,主要是力神电池为江南汽车众泰牌轿车拍套1808台,联动天翼为小鹏汽车配套41台。
在动力电池向高能量密度方向发展的趋势下,三元电池大行其道,然而国内厂家大都选择NCM技术路线,鲜少有企业布局NCA。
有业内人士表示,相比NCM811,NCA更容易实现300wh/kg的攻关目标。
目前国内主流三元电池NCM523能量密度在160~200wh/kg左右,NCM622在230wh/kg左右、NCM811在280wh/kg。松下与特斯拉联合推出的21700NCA电池,单体能量密度接近300Wh/kg左右,是目前量产的能量密度最高的锂电池。
据了解,NCA电池具有能量密度高、倍率特性好、低温性能良好、可逆比容量高等优点,是目前最具发展前景的高能量密度锂电池正极材料之一。
但是NCA的工艺要求更苛刻、技术壁垒被日韩企业掌握,国内部分企业已经开始了布局NCA,但是产量相对较少。国内NCA电池要实现大规模应用,还面临NCA材料制备技术难度较大、生产设备要求特殊、材料生产成本高、NCA电池设计和制造难度较高等诸多的技术挑战。
在2018年12月28日工信部发布的2018年版《重点新材料首批次应用示范指导目录》中,镍钴铝酸锂三元材料(NCA)作为重点材料入选,目录指出,这款材料要符合保险补偿机制需要满足比容量≥190mAh/g(0.5C),循环寿命≥1000周(80%,0.5C)的性能要求。
国内高镍NCA材料在研发和应用方面已迈出了关键的一步。目前包括力神、天鹏电源、德朗能、卡耐在内的电池企业以及贝特瑞、格林美、当升科技等材料企业都在布局NCA,未来随着产业链配套形成、技术获得突破,NCA和NCM谁能笑到最后也未可知。
NCA电池:力神领跑,能量密度突破300wh/kg
2018年,天津力神在氧化镍钴铝锂(NCA)正极材料前期研究基础上,开发高比能量、长循环寿命、良好安全性能的锂离子动力电池用高镍系正极材料;通过纳米制备、纳米分散、包覆及预嵌锂等多种技术,研制容量高、首次效率高、循环稳定性及倍率性能好的硅碳负极材料。
基于该体系,天津力神研发的NCA高比能量电池能量密度达到302wh/kg。据了解,该电池体积能量密度大于642Wh/L,25℃下1C充放电循环710次(100%DOD),容量保持率达到80%;同时通过优化电解液配方,循环性能明显改善,目前循环285次(100%DOD)容量保持率高达96%。这一工作为开发出比能量300Wh/kg、循环寿命1500次的锂离子电池单体奠定了基础。
应用方面,2018年力神NCA电池装机量有62MWh,主要为江南汽车的众泰牌轿车提供配套。
天鹏电源是国内为数不多的NCA电池实现装车的企业之一,目前NCA电池系统能量密度达到142Wh/kg以上,同时18650型号3.5AH产品已完成技术储备,可以根据客户要求投产系统能量密度超过160Wh/kg的高能量密度电池。
2018年,天鹏电源生产的NCA动力电池已经配套了上汽通用五菱的宝骏E100、宝骏E200以及知豆D2等畅销车型,并进入2018年的新能源汽车推荐目录。
2018年联动天翼NCA电池装机量1.95MWh,主要为小鹏汽车提供配套。2016年10月,松下电器战略投资了联动天翼,双方在高性能锂电池领域达成了深度战略合作。依托松下在新能源锂电的绝对技术优势,联动天翼完成对新能源行业的深度布局。
除此之外,德朗能也在2017年量产了3.2Ah的NCA电芯,能量密度达到250Wh/kg,主要为东风、小鹏汽车等企业提供配套。刚被恒大收购58%股权的卡耐NCA电芯产品也已完成研发,具备量产条件。
NCA材料:多家布局、主要供应国外
国内国内前驱体企业和正极材料生产企业会加大研发投入力度,加快提升在高端锂电正极材料方面的技术水平和生产能力,多家正极材料企业都在布局NCA材料,不过主要是销往国外。
2018年12月24日,格林美公告称,公司与韩国ECOPRO签订了合作协议,ECOPRO将在2019年到2023年期间,从公司采购总计17万吨的高镍NCA三元前驱体。此前,格林美就与ECOPRO合资建立年产1万吨NCA项目,并已建成2万吨/年三元材料高镍前驱体生产线。
ECOPRO是全球第二大NCA正极材料生产商,格林美与ECOPRO合作,将进一步提升公司NCA高镍三元材料的全球市场占有率。
贝特瑞NCA技术已具备量产条件,年产能约3000吨左右,已实现向松下等客户销售,后续将在江苏常州新建1.5万吨高镍正极材料生产线。
当升科技NCA材料已完成中试工艺定型,容量和循环保持率具有明显优势,预计今年年内批量推向市场。
杉杉股份规化在宁夏建设的正极项目产能约7200吨,可生产NCA高镍三元材料,材料产品已送样特斯拉、松下。
巴莫科技的NCA产品实现产业化,目前已与国内电池厂家进行配套,年产能约300吨左右。
巴斯夫的高镍NCA已经成功被当前全球领先的电动汽车主机生产商特斯拉所采纳并应用于其主要车型。
长远锂科NCA目前正在送样中,年产能约在200吨左右,宁波金和产能约500吨左右。
(责任编辑:子蕊)

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