鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：780次 | 2022年01月22日
CATL"811風(fēng)波"帶來(lái)的思考
NCM811目前正在經(jīng)歷的"風(fēng)波"，已經(jīng)成熟應(yīng)用的523以前也有過(guò)，我們確信未來(lái)的鎳9系，甚至其他新技術(shù)都會(huì)有類似"波瀾"。
2019年被稱為是NCM811電池（下稱"811"）元年。不曾想，剛爆發(fā)的第二年，811電池技術(shù)就被媒體質(zhì)疑，引起不小的輿論風(fēng)波。
持續(xù)幾起的電動(dòng)汽車"自燃"，令電動(dòng)汽車乃至動(dòng)力鋰電池在這個(gè)夏天顯得有些難熬。同時(shí)，社會(huì)各界也將矛頭直接指向了動(dòng)力鋰電池新應(yīng)用的技術(shù)產(chǎn)品——811電池。
槍打出頭鳥(niǎo)，第一個(gè)吃螃蟹的人往往容易成為眾矢之的。國(guó)內(nèi)力推811電池技術(shù)的CATL，成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)一張來(lái)歷不明的微信群聊截圖把其主推的811產(chǎn)品推向了風(fēng)口浪尖。和此同時(shí)，電池、汽車產(chǎn)業(yè)界又有一則流言流出：CATL將放棄"811"電池，內(nèi)部已將研發(fā)重心重新轉(zhuǎn)向"523"體系。
流言往往最容易攪動(dòng)人心，坊間有關(guān)CATL將要放棄811的聲浪不斷放大，CATL不得不出來(lái)辟謠："肯定不會(huì)放棄811，這是動(dòng)力鋰電池爭(zhēng)取主導(dǎo)權(quán)和話語(yǔ)權(quán)的必選之路。假如（誰(shuí)）放棄了811，那就是放棄了高端市場(chǎng)。"
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811電池：車企、電池公司都避不開(kāi)的"選擇"
續(xù)航里程、電池成本是消費(fèi)者關(guān)于電動(dòng)汽車最明顯的"焦慮"，為推動(dòng)電動(dòng)汽車普及，車企、電池公司一直在努力追求更高能量密度、更長(zhǎng)續(xù)航里程，同時(shí)積極研發(fā)高鎳低鈷材料，以期降低電池材料中稀有金屬的含量，進(jìn)而降低電池成本。在這種市場(chǎng)需求導(dǎo)向下，同時(shí)也是為了滿足消費(fèi)者的訴求，近年來(lái)電池技術(shù)一直在向高鎳方向發(fā)展。電池正極材料從最初的鈷酸鋰、磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)向三元鋰體系，后來(lái)三元鋰體系又從111、523、622，一步步發(fā)展至現(xiàn)在的811，技術(shù)路線的"向上"也正表明了這一點(diǎn)。
事實(shí)上，為了追求更高續(xù)航里程，滿足中高端電動(dòng)乘用車性能需求，國(guó)內(nèi)外電池頭部公司近年來(lái)都在加大高鎳技術(shù)路線布局。
在實(shí)地產(chǎn)業(yè)調(diào)研中，我們發(fā)現(xiàn)，幾乎所有電池公司、正極材料公司，乃至車企，在高能量密度動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線規(guī)劃上，都有811這一技術(shù)路線，這也表明811電池是產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為實(shí)現(xiàn)更高能量密度、更高續(xù)航里程的重要途徑，甚至是必經(jīng)渠道。
值得注意的是，假如因?yàn)閹灼?quot;自燃"事件，業(yè)界就要否定或者摒棄這種路線，因噎廢食，很顯然會(huì)讓我們?cè)诤蛧?guó)外電池公司爭(zhēng)奪811的賽道上距離越拉越大。
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圖為國(guó)外某頭部電池公司技術(shù)路線規(guī)劃圖
國(guó)外動(dòng)力鋰電池四巨頭正在高鎳路線上狂奔。2019年十月，LG化學(xué)南京廠811電池正式下線，并且開(kāi)始大批量導(dǎo)入TSLA（上海）Model3產(chǎn)線。在批量生產(chǎn)811電池之后，LG化學(xué)還在積極布局更高鎳含量的電池技術(shù)研發(fā)，如LG化學(xué)計(jì)劃明年向通用供應(yīng)鎳含量達(dá)90%的NCMA四元電池。
同樣在2019年，SKI和北京汽車成立的電池合資公司——位于常州市金壇經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的北電愛(ài)思特（江蘇）科技有限公司正式投產(chǎn)。據(jù)電池我國(guó)網(wǎng)了解，這家合資公司生產(chǎn)的也是811電池，并且已經(jīng)批量供應(yīng)國(guó)內(nèi)主機(jī)廠。此外，SKI同時(shí)已準(zhǔn)備好生產(chǎn)鎳鈷錳比例為9/0.5/0.5的更高鎳含量的電池。
被TSLA牽著鼻子走的松下電池，2018年就推出了圓柱21700高鎳電芯，使得當(dāng)時(shí)電芯，體能量密度就接近300Wh/kg。據(jù)悉，目前松下已經(jīng)將TSLA電芯的鈷含量降低到5%以下，鎳含量足夠高。根據(jù)松下電池最新技術(shù)路線規(guī)劃，其將在未來(lái)2-3年內(nèi)將無(wú)鈷電池商業(yè)化，實(shí)現(xiàn)更高鎳含量。
綜上可以看出，為實(shí)現(xiàn)更高能量密度，國(guó)外頭部電池公司沒(méi)有一家不選擇高鎳811甚至更高鎳含量的電池技術(shù)路線。
短續(xù)航用鐵鋰，長(zhǎng)續(xù)航用三元，高端車用高鎳
在市場(chǎng)、政策的導(dǎo)向下，動(dòng)力鋰電池技術(shù)進(jìn)步的速度已肉眼可見(jiàn)，并且技術(shù)路線的多元化也超出預(yù)期。
2019年，CATL和比亞迪在電池結(jié)構(gòu)、pACK工藝上的創(chuàng)新，使得在電池化學(xué)材料未明顯突破的情況下，動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)能量密度明顯提升，整車帶電量和續(xù)航里程明顯加大。CATL的CTp技術(shù)、比亞迪的刀片電池技術(shù)被業(yè)內(nèi)稱為是2019年電池工藝結(jié)構(gòu)上"最漂亮的創(chuàng)新"。
進(jìn)入2020年，兩家公司工藝和結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新已經(jīng)大規(guī)模投入應(yīng)用，CATLCTp電池包已經(jīng)在北汽新能源、合眾新能源、吉利汽車、戴姆勒等眾多主流車企上批量導(dǎo)入；比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池也配套其新車——比亞迪·漢。電池pACK工藝結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新正加速電動(dòng)汽車型的降本和性能提升，推動(dòng)電動(dòng)化普及。
不過(guò)，假如要想徹底消除消費(fèi)者對(duì)電池、電動(dòng)汽車的焦慮，仍然要從材料端著手。
動(dòng)力鋰電池技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前多元化材料技術(shù)路線格局對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)已經(jīng)逐漸清晰。如目前業(yè)界普遍認(rèn)為，500km以下續(xù)航車型采用磷酸鐵鋰更佳，磷酸鐵鋰不僅可以做到這種續(xù)航，而且更便宜，可以幫助這類車型節(jié)省不少成本；500~700km左右的續(xù)航車型往往采用NCM523或NCM622電池，目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟。假如追求更高續(xù)航里程，如700km、800km甚至1000km的續(xù)航，那么短時(shí)間來(lái)看高鎳（以811為主）甚至無(wú)鈷是必然方向，具備技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的可行性。
電動(dòng)化之路，首先要解決的是續(xù)航里程問(wèn)題，當(dāng)續(xù)航里程滿足600km、700km，甚至800km的時(shí)候，我們還要關(guān)注未來(lái)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化以及個(gè)性化等高端電動(dòng)汽車多元化需求關(guān)于汽車電池的要求。
在這種趨勢(shì)下，從電池技術(shù)本身來(lái)看，提升電池能量密度這條路是要一直向前走的，"技術(shù)進(jìn)步的追求是為了滿足人們關(guān)于更美好生活的需求。"
正如前述，在提升動(dòng)力鋰電池能量密度方面，目前高鎳低鈷甚至無(wú)鈷的技術(shù)路線在國(guó)內(nèi)外已漸成共識(shí)，無(wú)論是松下電池、LG化學(xué)、SKI等電池公司，還是TSLA、大眾汽車、通用汽車等車企，都在密集布局高鎳低鈷技術(shù)路線。這也表明，現(xiàn)階段為代表的高鎳811沒(méi)有哪一家公司考慮過(guò)放棄。
當(dāng)然，假如放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，未來(lái)可能還有固態(tài)電池、鋰金屬電池、鋰硫電池能解決長(zhǎng)續(xù)航難題。
談安全，我們要談什么？
回頭來(lái)看，CATL811風(fēng)波始于"安全焦慮"。今年夏天，廣汽新能源AionS發(fā)生了自燃，其搭載的正是由CATL配套的"811"電芯。
事實(shí)上，由于鎳元素的活性高，811材料的熱穩(wěn)定性不如523，811電池的安全性被認(rèn)為不如后者。因而接連幾起廣汽新能源AionS自燃之后，業(yè)內(nèi)的關(guān)注點(diǎn)一下子聚焦到811電池上了。
回到811材料本身來(lái)看，隨著鎳含量提高，三元材料的熱分解溫度降低，放熱量增大，帶來(lái)電池的熱穩(wěn)定性變差，這是材料的本征特性。為此要從正極材料、電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電解液配方、隔膜、模組和電池包的安全設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程控制等一系列相關(guān)因素協(xié)同"升級(jí)"，方能進(jìn)一步突破其安全瓶頸。
同時(shí)，在制作生產(chǎn)環(huán)節(jié)，811材料受其高鎳含量、表面殘堿高、熱穩(wěn)定性差等因素的制約，對(duì)正極材料生產(chǎn)廠商及電池公司的生產(chǎn)制造環(huán)境及技術(shù)水平，提出了更高的要求，要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈共同努力。
不僅如此，關(guān)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，安全本身就是個(gè)系統(tǒng)工程，整車的安全要考慮從電芯到模組，到電池管理系統(tǒng)，以及整車的系統(tǒng)性匹配應(yīng)用能力。早前幾年就開(kāi)始應(yīng)用高鎳21700圓柱電池的松下和TSLA，也是基于TSLA出色的BMS電池管理系統(tǒng)支持。
事實(shí)上，去年TSLA（上海）廠開(kāi)始批量導(dǎo)入LG化學(xué)的811電池，并運(yùn)行良好，TSLA的BMS電池管理系統(tǒng)在最后一道安全屏障上的角色也不容忽略。
從國(guó)內(nèi)來(lái)看，不少車企已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)，開(kāi)始將811電池的研發(fā)和應(yīng)用匹配過(guò)程直接提前到研發(fā)階段，以求更深度的"契合"。
相信，從材料、電芯、工藝、制造、pACK、BMS到車企等，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同努力和試錯(cuò)下，811電池技術(shù)會(huì)愈加成熟，并且未來(lái)也將會(huì)成為主流電池技術(shù)路線之一。
流言終將止于智者。無(wú)論是811，還是未來(lái)鎳9系甚至無(wú)鈷電池，在汽車產(chǎn)業(yè)變革的大潮下，盡管電動(dòng)化之路會(huì)有些曲折，也會(huì)很艱難，但動(dòng)力鋰電池技術(shù)進(jìn)步的腳步會(huì)一直向前，電動(dòng)化之勢(shì)不可阻擋。當(dāng)然電池技術(shù)的發(fā)展有個(gè)過(guò)程，但因噎廢食要不得。每一次變革，都要多次"摸著石頭過(guò)河"的試驗(yàn)，假如一出問(wèn)題就想退回去，電池技術(shù)的提升從何談起呢？電動(dòng)汽車和燃油車憑什么相抗衡呢？811目前正在經(jīng)歷的"風(fēng)波"，已經(jīng)成熟應(yīng)用的523以前也有過(guò)，我們確信未來(lái)的鎳9系，甚至其他新技術(shù)都會(huì)有類似"波瀾"。當(dāng)然，我們也應(yīng)珍惜這種關(guān)注和討論，唯有此，技術(shù)才能進(jìn)步得更穩(wěn)健，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方能行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
