特斯拉“直奔”640公里 三元動力電池NCM激戰NCA

在過去的兩年裡，一場圍繞著“能量密度與續航裡程”的爭奪戰正在中國乃至於全球新能源汽車市場上演。

而打響最新一炮的仍舊新能源汽車領域的領頭羊特斯拉。

據外媒報導，日前特斯拉CEO馬斯克表示，特斯拉在電池技術方面獲突破性進展，能量密度再提升30%，並且生產成本大幅下降，特斯拉車型的續航裡程可達到640km以上。如果電池原材料價格穩定，在2018年年底特斯拉可將電池單體成本降至100美元/kWh。

在年初的投資者見面會上，特斯拉宣布與松下聯合研發的新型21700電池開始量產，並強調這是目前可量產電池中能量密度最高且成本最低的電池，根據特斯拉披露的資訊，在現有條件下，其生產的21700電池系統的能量密度在300Wh/kg左右。

提升30%的能量密度意味著特斯拉採用的動力電池能量密度已經在330Wh/kg。

而特斯拉所採用的的恰恰是國內動力電池企業幾乎還無法量產的三元鋰NCA正極材料。

對於國內動力電池企業亦或是新能源汽車企業來說，隨著補貼新政在6月12號的到來，與續航裡程直接相關的電池能量密度再次受到業界的矚目，三元動力電池正成為主流，在三元鋰內部，NCM622甚至是NCM811更多取代了原有的NCM523。

三元與磷酸鐵鋰之爭

據中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會的數據顯示，從不同電池材料類型來看，2017年1—12月三元鋰電池裝機量為16.04千兆瓦時，佔比為44.01%；磷酸鐵鋰電池裝機量為17.97千兆瓦時，佔比為49.29%；錳酸鋰電池裝機量為1.48千兆瓦時，佔比為4.06%。

從數據看來，似乎三元鋰與磷酸鐵鋰目前平分天下，磷酸鐵鋰的份額還要更高一些。但從2018年前四個月的情況來看，三元鋰已經開始超越磷酸鐵鋰，大有加速增長的態勢。

據業內人士介紹，正極材料、負極材料、電解液和隔膜是動力電池的四大主要材料，其中正極材料佔到總成本的40％，還直接決定著電芯的能量密度。

而跟據正極材料技術路線，動力電池可主要分為磷酸鐵鋰、三元鋰（NCA／NCM）和錳酸鋰電池三類。

根據正極材料的構成，三元鋰電池分為NCA和NCM兩類。NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成，而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成。

目前國內市場主流的三元鋰就是NCM，其中量產型號主要為NCM523和NCM622，NCM811國內有量產還不多，但新材料在線®調研發現目前還沒有大規模的NCM811電池出貨。

在三元材料中，鎳主要的作用是提供容量，含量越高電池的能量密度越大，所以在三元鋰中鎳的比例越來越大，從523中的50%到622中的60%再到811中的80%。

“磷酸鐵鋰受到材料特性的製約，很難滿足高能量密度的要求，尤其是在乘用車領域，三元鋰優勢愈發明顯。”有熟悉的動力電池企業人士告訴新材料在線®，磷酸鐵鋰目前更多應用在電動客車和電動專用車領域，安全性更好。

合肥國軒高科動力能源有限公司工程研究院副院長楊續來在接受採訪時也坦誠，現階段三元鋰電池的發展趨勢，得益於國家政策導向對高比能量電池的要求，要求電池能量密度高、續航裡程遠。三元鋰電池擁有更高的比能量和比功率，更符合乘用車的需求。

GGII發布的數據顯示，2018年1-5月動力電池裝機總電量約12.67GWh，同比增長224%。其中5月動力電池裝機總電量約4.50GWh，同比增長213%。

而在這4.50GWh的裝機總電量中，三元鋰達到了2.36GWh，佔比52.44%。

三元NCM“內鬥” 811後勁十足

在三元鋰NCM動力電池開始佔據優勢之時，NCM內部不同型號體系之間正你爭我趕，從目前的情況看，NCM523無疑佔據優勢，而NCM622和NCM811攜其更高的鎳含量也就是能量密度大殺器正快步追趕。

新材料在線®了解得知，動力鋰電池能量密度提升的方式主要有兩種：一是通過對鋰電池材料體系機理性能的改進以提升電芯單體比能量，此種方式對材料研發及匹配性要求非常高。二是通過對型號及工藝的生產控制，做大電芯規格增加容量。國內三元電池企業普遍採用的向高鎳系進軍就屬於第一種方式。

“鎳含量越高，電池能量密度越大，這也就是目前國內三元NCM從最早的111開始，到目前的622，正在小批量的811不斷進化的原因所在。”就職於一家動力電池企業研發部門的李峰告訴新材料在線®，目前國內企業的622已經大量量產，811產品部分企業有小量產能，還有些企業的811產品還在中試階段。

市場資訊可知，目前主流的NCM523能量密度可以達到160-200wh/kg，而NCM622和NCM811分別可以達到230wh/kg和280wh/kg。所以要實現對動力電池能量密度的高要求和續航裡程的延長，高鎳三元材料必須加快發展。

國軒高科董秘馬桂富在近日接待機構調研時表示，公司新建的三元622更新版電池產線目前正在進行緊張的安裝調試工作，目前進展順利，計劃七月份投產。“目前三元622更新版電池組系統能量密度已可達到140wh/kg以上。同時，三元811電池研發進展符合預期，預計2019年實現小批量生產。”

5月28日，當升科技公告稱，公司與江蘇省常州市金壇區金城科技產業園管理委員會簽署合作協定，擬在金壇金城科技產業園合作建設鋰電新材料產業基地，項目首期規劃年產能5萬噸，計劃投資30億元，分三個階段建設。該項目總體規劃用地約1600畝，計劃建成年產10萬噸鋰電新材料產業基地。

當升科技董秘辦工作人員表示，上述項目主要為NCM811為主的高鎳三元正極材料。

LG化學CFO Chung Ho-Young在接受採訪時表示，將批量生產NCM 811正極材料的電池用於電動公車，軟包電池仍是NCM622型應用於大多數新能源汽車。

SKI也計劃於8月份開始量產用於電動汽車的NCM811電池，起亞的Niro電動車有可能成為第一款採用該電池的電動車。

特斯拉方面更是宣稱其所採用的NCA電池能量密度全市場最高，且鈷含量低於其他企業的NCM811電池。