“811”時(shí)代來(lái)臨 我們真的準(zhǔn)備好了嗎？

近幾年來(lái)新能源汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，續(xù)航里程作為其最核心的指標(biāo)之一，也不斷往上提升。在國(guó)家政策和市場(chǎng)環(huán)境的雙重推動(dòng)下，普通的續(xù)航里程已經(jīng)難以滿足乘用車產(chǎn)品需要，“811”電池應(yīng)運(yùn)而生。

隨著寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、比克電池等多家動(dòng)力電池企業(yè)在“811”電池上取得重大突破，“811”時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，但我們真的準(zhǔn)備好了嗎？

什么是“811”動(dòng)力電池

三元電池由于其高能量密度的優(yōu)勢(shì)，一直是新能源乘用車的主力電池。三元電池以NCM和NCA為主，即鎳鈷錳和鎳鈷鋁，它們是電池中的正極材料名稱，因?yàn)檎龢O材料在電池中所占比重最大，所以動(dòng)力電池常以正極材料命名。

由于技術(shù)壁壘等原因，市場(chǎng)上大多數(shù)車型配套的三元電池還是“523”和“622”。在補(bǔ)貼政策對(duì)電池能量密度和續(xù)航里程的新要求下，目前電池技術(shù)正向著高鎳低鈷的方向走。三元電池的正極材料從鎳、鈷、錳三種金屬比例為1:1:1演化為4:2:4,再到5:3:2、6:2:2,以至于目前即將流行的8:1:1，“811”已經(jīng)代表了目前可量產(chǎn) NCM 電池的最高水準(zhǔn)。

8代表了鎳元素在三元電池中的比重，而鎳的比重越高，電池的能量密度就越高。相對(duì)的是，鎳作為金屬活性相對(duì)較高的元素之一，它的比重越高，電池的穩(wěn)定性和安全性就越低。

鎳元素的比重越高，鈷元素和錳元素就顯得越重要。鈷和錳在三元電池中的主要作用就是提高電池穩(wěn)定性，增加電池的使用壽命。且由于鈷的價(jià)格一直居高不下，“去鈷化”一直是各大電池企業(yè)在努力的方向。

多家主流電池企業(yè)布局“811”

2018年開始多家電池企業(yè)紛紛布局“811”電池，進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，因此2018年也被稱為“811”元年。

2018年寧德時(shí)代就表示，將于2019年推出高鎳三元電池。2019年3月，寶馬X1插電式混合動(dòng)力里程升級(jí)版上市，采用了寧德時(shí)代811電芯，寶馬還宣稱，這是全球第一個(gè)量產(chǎn)811電池。2019年4月，寧德時(shí)代研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了動(dòng)力電池正極和負(fù)極材料等關(guān)鍵核心技術(shù)，開發(fā)出比能量達(dá)304Wh/kg的“811”電池樣品。

比亞迪在2018年6月就宣布NCM811動(dòng)力電池研發(fā)取得重大進(jìn)展，將于2019年下半年投入使用，并將在與長(zhǎng)安汽車成立動(dòng)力電池合資公司的基礎(chǔ)上，投資50億元在重慶增建10GWh高鎳811電池產(chǎn)能。

國(guó)軒高科2018年承接的國(guó)家科技部300wh/kg高能量密度重大科技專項(xiàng)目進(jìn)展順利，已開發(fā)出三元811軟包電芯，同時(shí)開始建設(shè)相關(guān)產(chǎn)品中試線。2018年12月28日，三元811軟包樣品已于近期通過(guò)科技部的中期檢查，電池能量密度到達(dá)302wh/kg，循環(huán)次數(shù)超過(guò)1500周。2019年1月產(chǎn)能達(dá)1GWh的配套生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2020年實(shí)現(xiàn)811軟包電池量產(chǎn)。

據(jù)了解，比克電池早在2012年就開始著手對(duì)高鎳811工藝進(jìn)行研究,并于2016年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。2018年10月比克電池發(fā)布了其最新產(chǎn)品——比克18650-3.0Ah高能芯，該電芯能量密度達(dá)250Wh/kg。811電池在比克動(dòng)力電池出貨量中的比例已經(jīng)超過(guò)50%，用在領(lǐng)途汽車、康迪汽車、小鵬汽車、江淮大眾汽車和零跑汽車等多款純電動(dòng)車型上。

需求是事實(shí) 但發(fā)展需冷靜

市場(chǎng)對(duì)高續(xù)航里程和高能量密度的追求，“811”電池需求已成不可避免的事實(shí)，但事實(shí)之下，發(fā)展“811”仍需冷靜。

由于補(bǔ)貼政策引導(dǎo)的方向正是給予高能量密度、高續(xù)航的產(chǎn)品更高的補(bǔ)貼。因此“811”也成為了當(dāng)時(shí)新能源行業(yè)發(fā)力的主要方向之一，車企為了拿到補(bǔ)貼，只能寄托于高能量密度電池，以此來(lái)達(dá)到補(bǔ)貼對(duì)續(xù)航里程的要求。

無(wú)論是從消費(fèi)需求還是政策推動(dòng)方面來(lái)看，高密度高續(xù)航都是新能源汽車必然發(fā)展方向。在這樣的前提下，如何提升“811”電池安全性以保證整車安全，就成了電池企業(yè)和車企都必須思考的問(wèn)題。

提升“811”電池穩(wěn)定性還有那些辦法呢？

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高曾針對(duì)這個(gè)問(wèn)題發(fā)表過(guò)看法，他表示目前提高高鎳電池的安全性主要有三個(gè)技術(shù)途徑。

第一種是對(duì)動(dòng)力電池pack和正極材料的進(jìn)一步研究，如用單晶顆粒來(lái)替代多晶的正極材料，可以在一定程度上提升“811”電池的熱穩(wěn)定性和安全性。

第二種是物理隔熱阻燃，在主導(dǎo)傳熱的路徑上加隔熱材料，實(shí)現(xiàn)隔熱絕望，同時(shí)預(yù)留空間釋放電芯膨脹，這種技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在寶馬X1 PHEV搭載的“811”電池上。

第三種是建立高效的電池恒溫系統(tǒng)，通過(guò)電池恒溫系統(tǒng)讓相對(duì)活躍的811電池穩(wěn)定在合理的工作溫度，還可以實(shí)現(xiàn)提前對(duì)可能引發(fā)熱失控的內(nèi)短路進(jìn)行預(yù)警。

此外，企業(yè)還可以通過(guò)遵循高于國(guó)標(biāo)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)去進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證“811”電池的安全性，如國(guó)外的UL2580電池標(biāo)準(zhǔn)。UL2580標(biāo)準(zhǔn)是UL在2011年針對(duì)車用動(dòng)力電池安全制定，UL2580標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了電動(dòng)車動(dòng)力電池內(nèi)部電芯、模組、封包在內(nèi)一系列認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，從電池過(guò)度使用、發(fā)生危險(xiǎn)對(duì)人員的保護(hù)、長(zhǎng)時(shí)間的使用后電池充放電耐久性進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估，該標(biāo)準(zhǔn)相比國(guó)標(biāo)更加嚴(yán)苛也更加完善。

電車資源小結(jié)

作為當(dāng)前提升新能源汽車?yán)m(xù)航里程最有效快捷的途徑，“811”電池已然是行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。但其高能量密度與安全性、使用壽命的矛盾，仍然需要被先行者們看到。我們不應(yīng)放過(guò)任何一種能夠推動(dòng)新能源汽車行業(yè)進(jìn)一步突破的可能，但在面對(duì)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，行業(yè)也應(yīng)該更理性地去對(duì)待，穩(wěn)中求進(jìn)才是最安全的一條道路。

來(lái)源:電車資源 黃誠(chéng)

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