中國儲能網(wǎng)訊：隨著三元材料在動力領域安全性逐步成熟，以及消費市場對于續(xù)航里程的需求提升，在能量密度上具有顯著優(yōu)勢的高鎳三元材料電池被市場普遍看好，成為眾多動力電池企業(yè)的研究熱點。
了解到，目前包括力神、比克、波士頓、寧德時代等大型動力電池企業(yè)都將高鎳三元材料電池作為下一代動力鋰電池的研發(fā)目標，但目前基本仍處于研發(fā)測試階段還未批量生產(chǎn)，要實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還存在一定的距離。
業(yè)內人士指出，高鎳三元材料電池的安全性受正極材料制備、制造環(huán)境、生產(chǎn)設備、電芯制造工藝等多重因素影響。其中，高鎳三元正極材料的不成熟和高鎳三元電池制造工藝技術尚未突破是阻礙其產(chǎn)業(yè)化的主要原因。
高鎳三元材料產(chǎn)品性能有待提升
高能量密度動力電池的市場需求帶動了眾多正極材料企業(yè)對高鎳三元材料的研發(fā)布局。然而由于高鎳三元材料的研發(fā)制備存在較高的行業(yè)技術壁壘，國產(chǎn)高鎳三元材料仍無法滿足高鎳三元電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的需求。
“公司已經(jīng)在高鎳三元電池領域進行了多年研發(fā)，但產(chǎn)品還處于測試階段尚未量產(chǎn)。”天津力神電池股份有限公司副總工程師蘇金然對表示，高鎳三元電池的研發(fā)依賴于高鎳三元正極材料的研發(fā)生產(chǎn)，目前國產(chǎn)高鎳三元正極材料的安全性和穩(wěn)定性都有待提升，因此高鎳三元電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用還需要一定的時間。
目前國內三元材料市場上較為主流的是NCM523和111型，更高一級的NCM622型也開始在動力電池領域批量應用。但是真正意義上的NCM811型和NCA高鎳三元材料卻還處于研發(fā)測試階段，尚未獲得動力電池企業(yè)的認可，離大批量生產(chǎn)應用還存在一定的距離。
高工產(chǎn)業(yè)鋰電研究所(GGII)調研數(shù)據(jù)顯示，高鎳三元材料的占比持續(xù)上升，2016年國內NCM622、NCA型在三元材料總產(chǎn)量的占比超過5%，當前國內三元材料仍超過75%為NCM523。(含容量型和倍率型)
“國內也有多家正極材料企業(yè)在布局NCM811型，但主要還處于測試階段，進入電池供應鏈需要一段時間?！北本┊斏牧峡萍脊煞萦邢薰靖笨偨?jīng)理王曉明對表示，高鎳三元材料擁有很高的技術壁壘，從研發(fā)生產(chǎn)到大批量應用需要經(jīng)歷漫長的測試周期。
目前當升科技（300073）的三元正極材料供不應求正在擴產(chǎn)，NCM622已經(jīng)開始陸續(xù)投產(chǎn)，正在加速推進NCM811型的研發(fā)生產(chǎn)。
據(jù)了解，目前高鎳三元正極材料的成熟制備技術和批量生產(chǎn)能力主要掌握在日本住友、戶田工業(yè)、ECOPRO等幾家日韓企業(yè)手中，國內高端高鎳三元材料主要依賴進口。
業(yè)內人士指出，三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池能量密度、降低材料成本等方面具有明顯優(yōu)勢，但安全性和穩(wěn)定性問題卻較為突出。
由于高鎳三元正極材料的技術壁壘較高，在制備工藝和設備以及生產(chǎn)環(huán)境等方面的要求都遠遠高于普通三元材料，國產(chǎn)高鎳三元材料走向成熟還需克服多項技術難題。
一方面，高鎳三元材料在前驅體燒結和材料生產(chǎn)環(huán)境方面的要求都較為苛刻，產(chǎn)品在存儲使用過程中容易吸潮成果凍狀，不易調漿和極片涂布。因此正極材料企業(yè)對窯爐設備等生產(chǎn)設備的各項性能要求都比較高，但目前國內的生產(chǎn)設備還無法完全滿足高鎳三元材料的制備要求。
另一方面，高鎳三元材料的研發(fā)制備和批量生產(chǎn)也對正極材料企業(yè)在技術創(chuàng)新、工藝升級、資金投入和市場開拓等方面也產(chǎn)生了巨大壓力，這也意味只有少數(shù)實力雄厚的正極材料企業(yè)有能力在該領域展開競爭。
制造工藝短板突破困難
需要注意的是，盡管高鎳三元正極材料瓶頸可以通過進口暫時解決，但高鎳三元電池制造工藝技術尚未突破依然是阻礙高鎳三元電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關鍵。
“高鎳三元電池的產(chǎn)業(yè)化并不僅僅取決于正極材料的突破，其它材料的合理搭配、電池制造工藝和包覆工藝升級、電池的安全性和一致性問題解決等都有很大的影響?！北本┎ㄊ款D電池技術有限公司高級總監(jiān)馬俊峰指出，高鎳三元材料電池的制備工藝難度較大，這對動力電池企業(yè)的技術創(chuàng)新和產(chǎn)線改造提出了很高的要求。
馬俊峰表示，北京波士頓在三元鋰電池領域擁有核心競爭優(yōu)勢，在高鎳三元電池方面也進行了多年研發(fā)布局，目前正處于中試階段還未量產(chǎn)。
“高鎳三元電池的制造對水分比較敏感，目前還沒有完全成熟可靠的解決方法?！鄙钲谑斜瓤穗姵赜邢薰靖笨偛昧纸ū硎?，盡管目前高鎳三元材料電池尚無法大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用，但在未來將會成為電池技術路線的主流而擁有廣闊的市場。目前比克的高鎳三元材料電池已經(jīng)接近量產(chǎn)。
業(yè)內人士表示，盡管目前高鎳三元材料電池還無法大規(guī)模量產(chǎn)應用，但隨著電池企業(yè)制造工藝和高鎳三元材料的瓶頸突破，未來2-3年業(yè)內將會實現(xiàn)高鎳三元材料電池產(chǎn)業(yè)化應用。
屆時，在高鎳三元電池領域率先進行研發(fā)積累的動力電池企業(yè)將占據(jù)先機，獲得更多競爭優(yōu)勢。
