钜大LARGE | 点击量：927次 | 2021年05月07日
高能量密度的高镍电池将成为动力锂电池组的发展方向?
高能量密度的高镍电池将成为动力锂离子电池组的发展方向？众所周知，新能源汽车尤其是纯电动汽车要想真正获得市场认可，其中一个重要指标就是解决消费者的里程焦虑。要想解决里程焦虑，必须供应高能量密度的锂离子电池组。随着国际钴价的节节攀升，出于降低成本和提升能量密度双重考虑，提高三元材料体系中镍的比例似乎已成最佳选择。
高能量密度的高镍电池将成为动力锂离子电池组的发展方向？
钴在整个电池成本中仅占10%左右，但随着钴元素供需失衡，电池产量扩大，使许多公司对成本难以负担。而从能量密度来看，NCM523能量密度最高为200Wh/Kg，可见高镍正极材料在能量密度上有明显的优势。随着能量密度要求的提升以及消费者对续航里程的延长，三元锂离子电池组正极材料技术路线在不久的将来必然会向NCM622和NCM811转移。
目前磷酸铁锂受到材料自身性能和技术的限制，电芯的能量密度无法达到2020年300Wh/kg的要求。而目前市场上主流的三元523材料和三元622材料的电池能量密度分别只能达到160－200wh/kg和230wh/kg，距离2020年的目标有一定差距，所以发展高镍的三元NCM811和NCA材料成为电池公司的不二选择。
高能量密度的高镍电池发展面对的问题
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
从高镍三元锂离子电池组材料合成技术来看，首先是目前的合成高镍三元材料的方法重要是高温固相烧结合法，安全性、稳定性等性能差强人意，并且储存和加工条件非常苛刻。
其次是高镍三元电池的制备工艺难度都很大，对动力锂电池公司的技术创新和产线改造提出了更高的要求，这是因为高镍三元材料的产业化并不仅仅取决于正极材料的突破，其他材料的合理搭配、电池制造工艺和包覆工艺升级、电池安全性、稳定性和一致性等问题解决都有很大的影响。
最后是高镍三元材料在前驱体烧结和材料的生产环境方面的要求都较为苛刻，产品在储存和使用过程中容易吸潮成果冻状，不易调浆和极片涂布。因此，目前高镍三元材料生产重要采用密封辊道窑，国内生产的公司比较少，重要依赖进口。
面对钴价飞涨，公司要加快技术进步。尽管高镍电池是未来发展方向，且不少大的锂离子电池厂家也在积极研发和量产，但是高镍技术路线却有着很高的技术门槛。高镍路线对材料纯度、含氧量、湿度、洁净度等要求很高，这些都成为技术壁垒。假如中小公司切入高镍路线，不管是在资金投入还是技术指标上，都是很大的负担。
除了政策推动高镍811电池的发展，钴成本的上涨也使得公司通过“降钴增镍”来缓解成本压力。高镍811正极材料里面钴的比例较其他三元材料的钴比例低，受到钴价上涨的影响较小，价格也比钴酸锂价格低很多。各锂离子电池组制造商开始将选材重心从钴转换到价格较为便宜、性能更为稳定的镍金属。
小编认为，高镍811材料电池属于新型技术，在实际生产制造的某些环节还不尽成熟，还要动力锂离子电池组公司不断加大科研投入，在产品和工艺上进行优化。高镍811材料电池的量产表明，我国动力锂离子电池组业整体进入高能量密度时代已经不远了。
