“811”时代来临 我们真的准备好了吗?

  • 原创
  • 2019-09-29 10:44
  • 来源:电车资源 黄诚

摘要:随着宁德时代、国轩高科、比克电池等多家动力电池企业在“811”电池上取得重大突破,“811”时代已经来临,但我们真的准备好了吗?

近几年来新能源汽车行业的飞速发展,续航里程作为其最核心的指标之一,也不断往上提升。在国家政策和市场环境的双重推动下,普通的续航里程已经难以满足乘用车产品需要,“811”电池应运而生。

随着宁德时代、国轩高科、比克电池等多家动力电池企业在“811”电池上取得重大突破,“811”时代已经来临,但我们真的准备好了吗?

“811”时代来临 我们真的准备好了吗?

什么是“811”动力电池

三元电池由于其高能量密度的优势,一直是新能源乘用车的主力电池。三元电池以NCM和NCA为主,即镍钴锰和镍钴铝,它们是电池中的正极材料名称,因为正极材料在电池中所占比重最大,所以动力电池常以正极材料命名。

由于技术壁垒等原因,市场上大多数车型配套的三元电池还是“523”和“622”。在补贴政策对电池能量密度和续航里程的新要求下,目前电池技术正向着高镍低钴的方向走。三元电池的正极材料从镍、钴、锰三种金属比例为1:1:1演化为4:2:4,再到5:3:2、6:2:2,以至于目前即将流行的8:1:1,“811”已经代表了目前可量产 NCM 电池的最高水准。

8代表了镍元素在三元电池中的比重,而镍的比重越高,电池的能量密度就越高。相对的是,镍作为金属活性相对较高的元素之一,它的比重越高,电池的稳定性和安全性就越低。

镍元素的比重越高,钴元素和锰元素就显得越重要。钴和锰在三元电池中的主要作用就是提高电池稳定性,增加电池的使用寿命。且由于钴的价格一直居高不下,“去钴化”一直是各大电池企业在努力的方向。

多家主流电池企业布局“811”

2018年开始多家电池企业纷纷布局“811”电池,进行相关产品的研发和生产,因此2018年也被称为“811”元年。

2018年宁德时代就表示,将于2019年推出高镍三元电池。2019年3月,宝马X1插电式混合动力里程升级版上市,采用了宁德时代811电芯,宝马还宣称,这是全球第一个量产811电池。2019年4月,宁德时代研发团队攻克了动力电池正极和负极材料等关键核心技术,开发出比能量达304Wh/kg的“811”电池样品。

比亚迪在2018年6月就宣布NCM811动力电池研发取得重大进展,将于2019年下半年投入使用,并将在与长安汽车成立动力电池合资公司的基础上,投资50亿元在重庆增建10GWh高镍811电池产能。

国轩高科2018年承接的国家科技部300wh/kg高能量密度重大科技专项目进展顺利,已开发出三元811软包电芯,同时开始建设相关产品中试线。2018年12月28日,三元811软包样品已于近期通过科技部的中期检查,电池能量密度到达302wh/kg,循环次数超过1500周。2019年1月产能达1GWh的配套生产线实现生产,预计到2020年实现811软包电池量产。

据了解,比克电池早在2012年就开始着手对高镍811工艺进行研究,并于2016年实现量产。2018年10月比克电池发布了其最新产品——比克18650-3.0Ah高能芯,该电芯能量密度达250Wh/kg。811电池在比克动力电池出货量中的比例已经超过50%,用在领途汽车、康迪汽车、小鹏汽车、江淮大众汽车和零跑汽车等多款纯电动车型上。

需求是事实 但发展需冷静

市场对高续航里程和高能量密度的追求,“811”电池需求已成不可避免的事实,但事实之下,发展“811”仍需冷静。

由于补贴政策引导的方向正是给予高能量密度、高续航的产品更高的补贴。因此“811”也成为了当时新能源行业发力的主要方向之一,车企为了拿到补贴,只能寄托于高能量密度电池,以此来达到补贴对续航里程的要求。

无论是从消费需求还是政策推动方面来看,高密度高续航都是新能源汽车必然发展方向。在这样的前提下,如何提升“811”电池安全性以保证整车安全,就成了电池企业和车企都必须思考的问题。

提升“811”电池稳定性还有那些办法呢?

中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高曾针对这个问题发表过看法,他表示目前提高高镍电池的安全性主要有三个技术途径。

第一种是对动力电池pack和正极材料的进一步研究,如用单晶颗粒来替代多晶的正极材料,可以在一定程度上提升“811”电池的热稳定性和安全性。

第二种是物理隔热阻燃,在主导传热的路径上加隔热材料,实现隔热绝望,同时预留空间释放电芯膨胀,这种技术已经应用在宝马X1 PHEV搭载的“811”电池上。

第三种是建立高效的电池恒温系统,通过电池恒温系统让相对活跃的811电池稳定在合理的工作温度,还可以实现提前对可能引发热失控的内短路进行预警。

此外,企业还可以通过遵循高于国标的设计标准去进行产品的开发和设计,以此来保证“811”电池的安全性,如国外的UL2580电池标准。UL2580标准是UL在2011年针对车用动力电池安全制定,UL2580标准涵盖了电动车动力电池内部电芯、模组、封包在内一系列认证标准,从电池过度使用、发生危险对人员的保护、长时间的使用后电池充放电耐久性进行系统性评估,该标准相比国标更加严苛也更加完善。

电车资源小结

作为当前提升新能源汽车续航里程最有效快捷的途径,“811”电池已然是行业重点发展方向。但其高能量密度与安全性、使用寿命的矛盾,仍然需要被先行者们看到。我们不应放过任何一种能够推动新能源汽车行业进一步突破的可能,但在面对发展过程中出现的问题,行业也应该更理性地去对待,稳中求进才是最安全的一条道路。

来源:电车资源 黄诚

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