鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2022年01月19日
我國NCA體系充電鋰電池發展現狀及趨勢
三元電池又可以細分成NCM路線和NCA路線,NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成,產品類型從NCM111(N:C:M=1:1:1)到,532,622,811,隨著鎳含量的新增,電池能量密度也相應得到了提升,而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成,三種材料通常的配比為8:1.5:0.5,相對更高能量密度的NCA規模化應用也在日韓普遍展開。
由于目前鋰離子電池產業重要集中在中日韓三國,從路線的選擇上,日本重要以NCA路線為主,韓國則是NCM和NCA齊頭并進,我國目前來看是以NCM路線為主,NCA的產量相對較小。
目前,我國還沒有大規模生產NCA電池的原因重要有以下幾點:
1、我國電池公司關于NCA的研發起步相比于日韓要晚,在制造工藝、專利、材料使用上還是和日韓公司有一定差距。
2、NCA的生產工藝相較于NCM811更加嚴格,比如NCA在制造過程中要求濕度要控制在10%以下,而NCM以及其它類型電池目前只要在注液工序對濕度進行嚴格控制。這種高標準的生產環境對國內公司形成了很大的挑戰。
3、誤認為NCA電池安全性能較差,要很好的BMS、模組、電池包的設計方法,這也是為何目前只有TSLA能夠大規模應用NCA的原因。其實從上圖可以看到,在過充濫用測試的情況下,NCM811的安全性是比不上NCA的。
從NCA的重要應用來看,首先來看電動汽車領域,從數據上可以看到,2017年NCA裝機量同比上升326%,2018年雖同比有所下降,但到2019年,前七個月的裝機量已經超過了2017年、2018年全年的裝機量,增速較快,目前我國電動汽車市場NCA電池重要的供應商有松下、三星、江蘇天鵬、德朗能、力神。
從電動工具市場的NCA用量來看,裝機量由2016年的0.95GWh,上升到2018年1.71GWh,由于電動工具市場使用的全部都是圓柱形鋰離子電池,更加適合NCA體系,預計到2020年電動工具NCA電池裝機量能夠達到2.44GWh,占整個電動工具總裝機量的40%以上。目前,電動工具NCA電池重要供應商有三星SDI、LG、松下、江蘇天鵬。
目前NCA電池做的最好的無疑是松下,早期推出的18650NCA電池能量密度就已經達到250Wh/kg,2018年初,由松下和TSLA聯合推出的21700NCA鋰離子電池,單體能量密度已經達到340Wh/kg,超過目前NCM811的280Wh/kg的能量密度。三星SDI是除松下外最重要的NCA動力鋰電池生產廠商,他們的21700主力產品48G4800mAh能量密度也已經達到260Wh/kg。LG化學為了進入TSLA供應鏈,也在積極研發NCA體系的21700電池,2018年已經成功實現了量產,最新產品M505000mAh能量密度達到270Wh/kg。
我國國內在NCA電池方面做的最好的公司應該是江蘇天鵬,江蘇天鵬在NCA電池方面,和TSLA同類型的高比能NCA/硅體系產品早在2017年底就已實現批量并大規模穩定出貨,尤其在電動工具市場鋰離子電池供應上占據國內龍頭地位。其它做的比較好的公司還有天津力神、德朗能等。
除了上述已經實現量產的公司,目前我國鋰離子電池龍頭公司CATL和BYD都有NCA電池的研公布局,而在NCA材料方面,國外市場NCA材料重要被住友金屬、日本化學產業株式會社和戶田化學三家所壟斷,我國市場目前貝特瑞的產量最大(3000噸NCA材料產量),其它比如杉杉能源、容百鋰電、巴莫、長遠鋰科等都有少量的NCA材料的產量布局。
總的來說,由于技術、成本等原因,目前我國三元鋰離子電池市場還是以NCM為主,NCA規模并不大,但是隨著國內電池公司和車企對NCA電池的認知提升,國產化正極材料的綜合性能和穩定性的提高,NCA材料成本的下降,國產NCA一定能夠突破日韓公司的技術、工藝壁壘,大規模的量產NCA鋰離子電池,未來我們相信三元鋰離子電池的市場將會是NCM和NCA并存前進。










