钜大LARGE | 点击量：1114次 | 2019年11月24日
NCM811商业化加速硅碳负极拖后腿
NCM811电池已经量产应用，但高镍正极+硅碳负极体系的NCM811电池还在产业化道路上缓慢前行。
2019年，包括宝马X1xDrive25LePHEV、广汽AionS、蔚来ES6、吉利几何A、小鹏P7、合众U、金康SF5、广汽AionLX等一批新车型陆续上市。上述车型都有一个共同特点都是搭载了NCM811电池，电池系统能量密度和续航里程大幅提升。
值得注意的是，上述车型搭载的都是宁德时代量产的高镍+石墨体系的第一代NCM811电池。第二代高镍+硅碳体系的NCM811电池还在开发过程中，距离真正的量产上市还存在较长的距离。其它电池企业的NCM811电池主要还处于研发测试阶段。
这表明，高镍三元电池在产品安全性和可靠性方面的问题还有待解决，主要问题是硅碳负极材料产业化受阻。
高工锂电了解到，2019年硅碳负极材料在动力市场明显遇冷，上半年总出货量大约在900-1500吨，主要应用在电动工具、3C数码等小电池领域，动力电池领域的应用可忽略不计。
电池企业表示，硅碳负极在动力电池上应用时循环寿命低和容易发生膨胀的致命问题依然没有得到解决，目前还无法在电动汽车上成熟应用。
一方面，新补贴政策并没有进一步提高电池系统能量密度低技术指标，主机厂在开发新产品时不再以能量密度为导向，而是根据市场需求开发更具性价比的车型，因此对进一步提高能量密度大需求并不迫切。
另一方面，补贴大幅退坡和市场竞争激烈倒逼主机厂和电池厂积极将成本，但硅碳负极相比传统石磨类材负极格高出数倍，不利于动力电池成本低进一步降低。
与此同时，当前电池企业研发的高镍正极+硅碳负极体系的NCM811电池循环寿命普遍在500次以下，与当前主流的磷酸铁锂电池2000次循环和NCM523电池1000次以上循环差距甚远。
此外，硅碳负极相匹配的高电压电解液缺失以及电池企业制造工艺不达标也是阻碍高镍+硅碳NCM811电池商业化应用的重要原因。
当前，在高镍正极方面，包括当升科技、巴莫科技、容百科技等多家正极企业已经在2019年实现规模化量产供货，且市场需求量持续提升。但在硅碳负极方面，当前国内绝大多数负极企业仍处于研发中试阶段，尚未解决膨胀和库伦效率低等问题。
从当前市场情况来看，高端新能源乘用车换装NCM811电池趋势明显，NCM811电池市场占比快速提升，但还需进一步提升产品安全性。
下面就来看看本周动力电池产业又有哪些新技术和新应用。
1、空客联手比亚迪研发电动飞机锂电池
外媒报道称，在中国新开设的空客中国创新中心（ACIC）电池实验室正寻求新技术，为新一代电动飞行器提供动力。
该实验室于2019年8月开放，不仅将利用深圳丰富的电池技术生态系统，还将利用中国和亚洲的生态系统，测试应用于电力推进系统、电气系统等广泛领域的电池。
ACIC电池实验室除了会进行电池安全性和耐久性测试之外，还致力于为存在已久的电池难题寻找解决方案。为了研发能够用于商用特种领域的新型电池解决方案，ACIC团队将与包括比亚迪在内的深圳本地电池企业进行合作。
2、阿贡实验室研发新型电解质改善硅负极循环寿命
外媒报道称，美国能源部（DOE）阿贡国家实验室的研究人员开发出一种新型电解质混合物和添加剂，可以可使硅负极具有更高的表面稳定性和整体稳定性，从而改善锂电池的循环寿命。
阿贡国家实验室的研究人员研发了一种新型电解质混合物和添加剂，包含几种双电荷或三电荷金属阳离子（Mg2+，Ca2+，Zn2+或Al3+）中的任何一种。这些增强的电解质混合物，统称为“MESA”（代表硅阳极的混合盐电解质）。
在电池中测试的四种金属盐中，添加的带有镁（Mg2+）或钙（Ca2+）阳离子的电解质盐被证明在数百次充放电循环中效果最好。这些电池的能量密度比石墨锂电池高出50％。
3、GS汤浅开发新型硅电极制造固态电池
外媒报道称，GS汤浅开发了一种硅金属电极，这种可以带来更高的能量密度和更长的使用寿命。与现有的锂电池相比，其能量密度可以增加两倍。
GS汤浅宣布，它已经提高了金属硅电极电池的库仑效率和循环性能，主要方法是找到硅金属的最佳粒径和电极结构，以及使用多种不同的导电添加剂。
GS汤浅表示，这种极具前途的硅金属电极可以用于开发固态电池，为电动汽车提供三倍能源。现在需要进一步改善该材料的循环稳定性，计划在2025年在电动汽车电池中大规模使用硅金属电极。
