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誰在搶奪四元充電鋰電池市場?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年02月11日  

頻發的電動汽車起火事故,讓三元鋰離子電池的安全性飽受質疑。近年來,業界開始不斷探索安全性、能量密度更高,且成本更低的新型電池。


2016年,韓國漢陽大學和韓國本土動力鋰電池公司LG化學(已改名為LG新能源)共同提出一個新型電池概念:


NCMA四元電池。


NCMA四元電池是指正極采用鎳、鈷、錳、鋁四種金屬材料的電池。相比三元鋰離子電池,四元鋰離子電池最大的兩個優勢是:


安全性更高和成本更為低廉。


公開資料顯示,LG新能源的四元鋰離子電池是在三元鋰離子電池基礎之上,用鋁元素(AI)部份取代鈷元素,從而降低鈷在鋰離子電池中的使用量。


鈷是一種稀有又有毒的元素,決定電池的充放電速度和效率,也起到延長電池的壽命用途,其重要性不言而喻。


然而,由于全世界近三分之二的鈷來自非洲的剛果民主共和國,且一般作為鎳或銅的副產品,導致其開采成本高企,譬如現階段鈷的價格超過26萬/噸,而鋁的價格不過1.6萬/噸,兩者價格差異,一目了然。


通用汽車電池工程和電氣化戰略總監TimGrewe很早就對四元鋰離子電池表示了極大認可:


"在保證了性能和續航能力的同時,又將電池中的鈷含量降低了70%,這是向低成本電池進一步邁進。"


另外一個優勢是安全性更高。在動力鋰電池材料中,鎳含量越高,在高倍率充放電時枝晶出現的概率就越大,那么穩定性、安全性就越差,這個問題一直困擾著高鎳三元鋰。


鎳決定電池的能量密度,為續航里程的提升關鍵所在,一味追求高能量密度,安全性又難以保證。而四元鋰離子電池和新增硅碳層的石墨負極搭配,一定程度上或可解決這個棘手的難題。


幾天前,LG新能源宣布,已研發出采用鎳、鈷、錳、鋁四種金屬作為正極材料的NCMA四元鋰離子電池,其中鎳的含量提升至90%,鈷含量已降低至5%以下,一次充電可以供應至少600公里的續航里程。


按照計劃,LG新能源將在明年第二季度開始大規模生產NCMA四元電池,并在下半年開始向TSLA供貨,重要交付給TSLA在我國的廠,預計將用于我國產ModelY以及下一代電動汽車車型。


這也意味著,LG新能源在四元鋰離子電池大規模商業化上拔得頭籌。


今年八月,有外媒消息稱,通用汽車和LG化學的NCMA電池研發量產計劃也有望提前至明年,前者正計劃為預計明年上市的兩款電動汽車配備NCMA電池,后者也在為量產NCMA電池做必要準備。


SKI此前也表示,已商業化了其研制的全球首款鎳含量為90%的NCM9電池,美國福特汽車計劃于2023年公布的F-150電動皮卡有望搭載該電池登陸市場。


據了解,SKI研發的NCM9電池,在將鎳含量提高至90%的同時,還將鈷含量降低到了5%,將電動汽車續航里程新增到700公里,而且減少了充電時間,重要的是成本大大降低。


國內動力鋰電池公司也在不斷研究四元電池的可行性。


2019年,蜂巢能源就公布了包括無鈷材料電池和NCMA四元材料電池在內的"疊時代"產品。


在今年十二月二日舉辦"蜂巢電池日"上,蜂巢能源表示,公司的四元NCMA正極材料在提高安全性的同時,可以做到和811電池相當的能量密度。此外,由于四元材料中鎳的使用比例下降,成本進一步下降。


格林美在此前回答投資者提問時也表示,公司已完成了NCMA四元前驅體量產技術儲備,做好了量產準備,公司研發的NCMA四元前驅體材料已在進行客戶噸級認證。


十二月八日,華友鈷業子公司華友新能源科技(衢州)有限公司年產5萬噸高鎳型動力鋰電池三元前驅體項目舉辦開工儀式。


從降低鈷含量,提升電池性能的角度看,高鎳低鈷的NCMA四元鋰離子電池被很多人認為是未來的發展趨勢之一。但就現在技術進展來看,暫時還沒有公司能夠在NCMA四元電池方面實現大規模量產。


要了解,四元鋰離子電池量產工藝比三元鋰離子電池更為復雜,NCMA不僅對生產環境的要求較高,關于設備的耐腐蝕度及精準度也是個極大的考驗。至于耗時多長時間才能達到降本提效的實際效果,仍有待觀察。


不過,性能優異的四元電池一旦正式投入市場,必將使新能源車型在未來有更強的競爭力。而LG新能源已經率先突破和量產,自然可先一步搶占技術高地,爭奪更大的市場份額。


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