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中國NCA體系鋰電池發(fā)展現狀及趨勢

中國NCA體系鋰電池發(fā)展現狀及趨勢

  • 分類(lèi):行業(yè)資訊
  • 作者:
  • 來(lái)源:高工鋰電網(wǎng)
  • 發(fā)布時(shí)間:2019-10-16
  • 訪(fǎng)問(wèn)量:12

【概要描述】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?;瘧靡苍谌枕n普遍展開(kāi)。

中國NCA體系鋰電池發(fā)展現狀及趨勢

【概要描述】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?;瘧靡苍谌枕n普遍展開(kāi)。

  • 分類(lèi):行業(yè)資訊
  • 作者:
  • 來(lái)源:高工鋰電網(wǎng)
  • 發(fā)布時(shí)間:2019-10-16
  • 訪(fǎng)問(wèn)量:12
詳情

  鋰離子電池按照使用正極材料的不同,主要可以分為鈷酸鋰電池、三元電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池,從發(fā)展前景來(lái)看,不管是國家政策,還是市場(chǎng)需求,三元電池似乎都占據先天性的優(yōu)勢,也就是高能量密度,再從各大電池企業(yè)的研發(fā)投入來(lái)看,三元電池的占比也是要遠遠超過(guò)其它類(lèi)型的鋰電池。

  三元電池又可以細分成NCM路線(xiàn)和NCA路線(xiàn),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(chǎn)品類(lèi)型從NCM111(N:C:M=1:1:1)到,532,622,811,隨著(zhù)鎳含量的增加,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?;瘧靡苍谌枕n普遍展開(kāi)。

  由于目前鋰電池產(chǎn)業(yè)主要集中在中日韓三國,從路線(xiàn)的選擇上,日本主要以NCA路線(xiàn)為主,韓國則是NCM和NCA齊頭并進(jìn),中國目前來(lái)看是以NCM路線(xiàn)為主,NCA的產(chǎn)量相對較小。

表1 NCM和NCA電池基本信息對比

 

中國NCA體系鋰電池發(fā)展現狀及趨勢

 

 

圖1 NCA電池與NCM811電池在過(guò)充濫用測試情況下對比

 

中國NCA體系鋰電池發(fā)展現狀及趨勢

來(lái)源:公開(kāi)資料整理

 

  目前,中國還沒(méi)有大規模生產(chǎn)NCA電池的原因主要有以下幾點(diǎn):

  1、中國電池企業(yè)對于NCA的研發(fā)起步相比于日韓要晚,在制造工藝、專(zhuān)利、材料使用上還是與日韓企業(yè)有一定差距。

  2、NCA的生產(chǎn)工藝相較于NCM811更加嚴格,比如NCA在制造過(guò)程中要求濕度要控制在10%以下,而NCM以及其它類(lèi)型電池目前只需要在注液工序對濕度進(jìn)行嚴格控制。這種高標準的生產(chǎn)環(huán)境對國內企業(yè)形成了很大的挑戰。

  3、誤認為NCA電池安全性能較差,需要很好的BMS、模組、電池包的設計方案,這也是為什么目前只有特斯拉能夠大規模應用NCA的原因。其實(shí)從上圖可以看到,在過(guò)充濫用測試的情況下,NCM811的安全性是比不上NCA的。

圖2 2016-2020E 中國電動(dòng)汽車(chē)NCA電池裝機量預測

 

中國NCA體系鋰電池發(fā)展現狀及趨勢

來(lái)源:業(yè)內數據

 

  從NCA的主要應用來(lái)看,首先來(lái)看電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域,從數據上可以看到,2017年NCA裝機量同比增長(cháng)326%,2018年雖同比有所下滑,但到2019年,前七個(gè)月的裝機量已經(jīng)超過(guò)了2017年、2018年全年的裝機量,增速較快,目前中國電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)NCA電池主要的供應商有松下、三星、江蘇天鵬、德朗能、力神。

圖3 2016-2020E 中國電動(dòng)工具NCA電池裝機量預測

 

中國NCA體系鋰電池發(fā)展現狀及趨勢

來(lái)源:業(yè)內數據

 

  從電動(dòng)工具市場(chǎng)的NCA用量來(lái)看,裝機量由2016年的0.95GWh,增長(cháng)到2018年1.71GWh,由于電動(dòng)工具市場(chǎng)使用的全部都是圓柱形鋰電池,更加適合NCA體系,預計到2020年電動(dòng)工具NCA電池裝機量能夠達到2.44GWh,占整個(gè)電動(dòng)工具總裝機量的40%以上。目前,電動(dòng)工具NCA電池主要供應商有三星SDI、LG、松下、江蘇天鵬。

  目前NCA電池做的最好的無(wú)疑是松下,早期推出的18650NCA電池能量密度就已經(jīng)達到250Wh/kg,2018年初,由松下和特斯拉聯(lián)合推出的21700NCA鋰電池,單體能量密度已經(jīng)達到340Wh/kg,超過(guò)目前NCM811的280Wh/kg的能量密度。

  三星SDI是除松下外最主要的NCA動(dòng)力電池生產(chǎn)廠(chǎng)家,他們的21700主力產(chǎn)品48G 4800mAh能量密度也已經(jīng)達到260Wh/kg。

  LG化學(xué)為了進(jìn)入特斯拉供應鏈,也在積極研發(fā)NCA體系的21700電池,2018年已經(jīng)成功實(shí)現了量產(chǎn),最新產(chǎn)品M50 5000mAh能量密度達到270Wh/kg。

  中國國內在NCA電池方面做的最好的企業(yè)應該是江蘇天鵬,江蘇天鵬在NCA電池方面,與特斯拉同類(lèi)型的高比能NCA/硅體系產(chǎn)品早在2017年底就已實(shí)現批量并大規模穩定出貨,尤其在電動(dòng)工具市場(chǎng)鋰電池供應上占據國內龍頭地位。其它做的比較好的企業(yè)還有天津力神、德朗能等。

  除了上述已經(jīng)實(shí)現量產(chǎn)的企業(yè),目前中國鋰電池龍頭企業(yè)CATL和BYD都有NCA電池的研發(fā)布局,而在NCA材料方面,國外市場(chǎng)NCA材料主要被住友金屬、日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會(huì )社和戶(hù)田化學(xué)三家所壟斷,中國市場(chǎng)目前貝特瑞的產(chǎn)能最大(3000噸NCA材料產(chǎn)能),其它比如杉杉能源、容百鋰電、巴莫、長(cháng)遠鋰科等都有少量的NCA材料的產(chǎn)能布局。

  總的來(lái)說(shuō),由于技術(shù)、成本等原因,目前中國三元鋰電池市場(chǎng)還是以NCM為主,NCA規模并不大,但是隨著(zhù)國內電池企業(yè)和車(chē)企對NCA電池的認知提升,國產(chǎn)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(chǎn)NCA一定能夠突破日韓企業(yè)的技術(shù)、工藝壁壘,大規模的量產(chǎn)NCA鋰電池,未來(lái)我們相信三元鋰電池的市場(chǎng)將會(huì )是NCM和NCA并存前進(jìn)。

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