高镍电池“备战”9系时代

高镍|正极文章来源自：高工锂电网

2021-07-08 09:29:11 阅读：83

头部动力电池企业下一代高镍电池量产竞赛已经打响。

目前，镍含量达80%的NCM811电池和NCA电池已经大规模量产供应，为进一步降低成本和提升竞争力，镍含量90%以上的新型高镍电池成为了电池企业的研发重点。

一个显著信号是，包括松下、LG新能源、三星SDI、SKI等日韩电池巨头，都已经宣布即将量产甚至已经量产镍含量90%的新型电池产品，这意味着高镍动力电池即将进入9系时代。

不过，相比8系高镍电池，9系高镍电池的量产难度更大，装车验证周期更长，对其上游原材料提出了更高的要求，同时也对电池企业在超高镍电池的生产工艺控制和材料体系配方优化等方面提出了挑战。

在此情况之下，含镍90%的前驱体和正极材料的产业化率先取得了突破，动力电池企业“备战”9系高镍电池日渐升温。

9系NCM/NCA/NCMA材料齐头并进

目前，三元电池是动力电池市场的主流，正极材料体系包括NCM532、NCM622、NCM811和NCA等。

上述正极材料的钴含量较高，导致三元电池的成本居高不下，且面临钴原料供应短缺的压力。

提升材料中的镍含量，降低钴含量，成为了电池企业降低电池成本和提升能量密度的主要路径。

目前，包括宁德时代、松下、LG新能源、三星SDI、SKI等头部电池企业已经大规模量产供应镍含量超过80%的NCM和NCA电池，同时正在加快超高镍电池的研发进展。

其中，镍含量达90%及以上的NCM9系、NCA9系和NCMA电池，可以将钴含量降低至10%甚至5%以内，成为了众多电池企业的下一代拳头产品。

不过，相较于常规三元材料和前驱体，9系高镍前驱体和正极材料的技术壁垒更高，导致9系高镍电池产业化进程缓慢。

高工锂电了解到，目前国内头部三元前驱体企业和正极材料企业都在积极研发Ni90/NCMA前驱体和正极材料，但绝大部分都还处于小试或中试阶段，还不具备大规模量产供货的能力。

不过，在市场需求升温和提升企业竞争力的作用下，也有一些企业在超高镍前驱体和正极材料的产业化方面率先取得了突破。

“公司高镍低钴9系高镍前驱体已经批量供货，NCMA前驱体也具备了大规模量产的能力，正在进行客户吨级认证。”格林美集团副总经理潘骅对高工锂电表示，格林美已经掌握了超高镍前驱体与四元前驱体的制备技术，进入了产业化阶段。

潘骅指出，9系高镍前驱体和正极材料的产业化难度在于如何保障产品的批次稳定性和一致性，存在较高的技术壁垒，国内少有企业可以进行大规模量产。

格林美表示，公司在2020年实现NCA9系超高镍前驱体出口量超过1.8万吨，同比增长超过35%，同时Ni含量达到96%的超高镍低钴（含钴1.5%）前驱体实现商用化，NCM91多晶、NCM90单晶与NCMA四元前驱体进入量产阶段，Ni98前驱体产品已经进入量产认证阶段。

此外，有报道称，中伟股份的NCMA前驱体材料已大规模量产；华友钴业旗下华友新能源NCMA四元前驱体材料项目已于去年年底启动建设。

9系前驱体成功量产也给正极材料企业生产9系高镍正极材料提供了保障。

巴莫科技相关人员也对高工锂电表示，公司的9系NCM和NCMA材料都已经进入了量产阶段，产能正在爬坡。

而作为国内高镍正极的头部企业，容百科技也在加快9系高镍前驱体和正极材料的研发量产进程。

据悉，容百科技高镍新产品及研发方向包括高镍单晶型Ni90、多元高能量密度NCMA、NCM90前驱体开发、Ni96新品开发、无钴层状正极材料开发等，分别处于试生产、中试、指标达到客户要求、小试、准备放大量验证等阶段。

业内人士指出，9系高镍前驱体和正极材料的制备难度和成本都比常规三元材料更高，需要经过长期的验证测试，实现大规模产业化还有一定距离。

除了国内头部材料企业之外，包括浦项化学、L&F、EcoPro BM、住友金属、优美科等外资品牌也在积极研发9系高镍前驱体和正极材料，市场竞争逐渐升温。

中日韩下一代高镍电池量产竞赛开启

退役潮来临，动力电池回收六大难怎么解？

【能源人都在看，点击右上角加'关注'】 动力电池退役潮来临，如何更好地对其进行回收利用，考验着行业管理者。“2014年前后国内新能源汽车进入普及期，到今年已是第8年，也是动力电池退役的第一个高峰期，我们近来回收的基本是2014年前后的电动汽车及动力电池

尽管上游9系高镍前驱体和正极材料的产业化进程还比较缓慢，但头部动力电池企业却已经打响了下一代高镍电池的量产竞赛。

目前，日韩电池企业都非常坚定高镍路线，普遍制定了明确的量产计划表甚至已经量产供货，整体产业化速度比较快，而国内电池企业普遍还未大规模量产NCM811电池，与日韩电池存在较大差距。

从材料体系来看，中日韩电池企业的高镍材料体系略有差异，中国企业偏向NCM体系，日韩电池企业则兼顾NCM/NCA体系。

其中，宁德时代和SKI的下一代高镍电池采用NCM体系，松下和三星SDI则走NCA体系，而LG新能源和蜂巢能源则是NCMA体系。

业内人士指出，9系高镍电池相比8系电池在对水分控制、材料配方优化和生产工艺控制方面的要求更高，这与各家电池企业自身的技术实力有关。

相对而言，日韩电池企业在高镍电池的工艺控制和理解更高，良品率比中国电池企业更高。

具体来看，尽管宁德时代并未透露其9系高镍电池的研发计划，但已经大规模量产供货第一代NCM811电池，第二代NCM811电池将加入硅碳负极，并且制造出了比能量为304Wh/kg的NCM811电池样品，或将在2021年量产。

此外，包括国轩高科、比亚迪、力神、比克电池、捷威动力、塔菲尔等多家中国电池企业也已经量产其NCM811电池。

和宁德时代的技术路线相比，SKI的目标则是开发镍含量90%以上的下一代NCM电池。

早在2019年，SKI就宣布将在年内开发镍含量达90%的下一代高镍电池，最早将从2021年开始实现商用化。

2021年年初，SKI透露了新的“SK Inside”品牌战略，并展示了最新的NCM 9/0.5/0.5体系，将钴含量降低至5%。

外媒报道称，SKI宣布目前已经做好了量产NCM 9/0.5/0.5电池的准备，并在等待汽车制造商的订单，可以提供700km的续航和更短的充电时间，有望成为世界上第一家将含90％镍的NCM电池商业化的公司。

在9系NCA电池产业化方面，松下走在了行业前列。

在特斯拉降成本和提升能量密度的要求下，松下率先实现了高镍NCA电池的量产供货。与此同时，松下也在进一步研发钴含量更低的NCA电池，目标是将钴含量降低至5%以下。

目前，松下已经向特斯拉大规模供应钴含量低于5%的NCA电池，并表示将在未来五年内向特斯拉提供的2170圆柱电池的能量密度提高20%，计划在2022年至2023年之间交付无钴电池。

三星SDI则在韩国2021年InterBattery上展示其最新的电池技术，包括镍含量90%以上的NCA电池。

三星SDI的执行副总裁兼研究主管Chang Hyuk已经证实，三星SDI已经开始生产镍含量达91%的NCA圆柱电池，将应用在电动汽车领域。

该款电池与三星SDI在2015年公布的镍含量88%的版本相比，钴含量更低，因而成本更低，能量密度达670 Wh/L，而镍含量91%方形NCA电池的商业化时间则要推迟几年。

三星SDI表示，未来其高镍电池的镍含量还将进一步提升至94%甚至更高。

在NCMA电池产业化方面，LG新能源和蜂巢能源成为了“领跑者”。

LG新能源亚洲营销总经理朴镇庸对外表示，LG新能源研发的采用高镍四元（NCMA）作为正极材料的新一代动力电池将于不久的将来在其南京基地量产，从而为中国国内客户提供更本地化的产品和技术服务。

此前韩国媒体报道称，今年7月开始，特斯拉在中国生产的Model Y将采用LG新能源提供的NCMA四元电池。

此外，LG新能源还与通用汽车在美国成立一家名为Ultium Cells的合资电池公司，在 2022 年前为通用汽车生产供应NCMA四元电池。不过该计划有可能提前至2021下半年。

蜂巢能源则在其2019年品牌战略规划及产品发布会上，对外发布了无钴材料和NCMA四元材料电池。其NCMA四元材料电池是在NCM体系的基础上掺杂Mx，使其循环性能优于NCM811材料，同时能实现耐热更好、产气少、安全性更高的特点，或将在2021年实现量产。

总体来看，中日韩头部电池企业已经将下一代电池的目标瞄准镍含量90%以上甚至完全无钴的高镍电池或固态电池，并且制定较为明确的量产计划表。

在此情况之下，国际高镍电池市场上的竞争也将进一步升级，从而带动高镍电池产业链的发展。