原材料、前驱体、安全性高镍三元产业化还有几道坎？【钜大锂电】

前言：据了解，三元材料的技术含量有50%以上包含在前驱体中，高镍三元材料的发展离不开高镍三元前驱体的推动。布局NCM811电池成了最“时髦”的选择。

按照工信部《汽车产业中期发展规划》的要求，到2020年，新能源汽车动力锂电池单体比能量达到300Wh/kg以上，力争实现350Wh/kg，系统比能量达到260Wh/kg，成本降至1元/Wh以下。

不仅如此，随着动力锂电池不断成熟的发展，车企以及消费者对其能量密度及安全性都提出了更高的要求。

为了在尽量降低成本的同时提高能量密度，不少电池公司开始了高镍低钴的研发之路，布局NCM811电池成了最“时髦”的选择，NCM811具有能量密度高、循环稳定性好、成本适中等优点。

然而，据起点锂电大数据记者了解，NCM811热度虽高，但在原材料、设备、安全性等方面依然存在许多亟待解决的问题。

原材料的掣肘

众所周知，镍钴在我国境内都是稀缺资源，我国钴资源储量仅占全球总储量1.14%。工信部部长辛国斌表示：“动力锂电池市场空间巨大，可以说谁掌握了上游资源谁就掌握了未来竞争的主动权。”

宁德时代此前曾宣布，2019年将提高镍的使用量，减少钴金属的需求量。今年一月份，格林美公布通告称，旗下子公司荆门格林美与新展国际、广东邦普、印度尼西亚IMIP园区、阪和兴业等共同投资的印尼红土镍矿生产新能源材料项目正式奠基。

值得一提的是，广东邦普是宁德时代的重要控股支公司，此举可谓是为宁德时代铺好前路。

好消息是，有业内人士表示，随着镍金属产量的新增，2019镍金属紧缺情况将得到一定程度缓解。

据日本最大的镍冶炼商住友金属预估，2019年由于全球供应商原生金属产量新增，而且印尼低级别的含镍生铁（NPI）的产量也有所新增，2019年全球镍金属紧缺情况将从2018年的9.3万吨减少至4.9万吨。

根据欧盟委员会科学咨询联合研究中心的说法，随着新能源汽车发展不断拉动动力锂电池需求的上升，从2025年开始，钴金属或将处于供不应求的状态。

于是，2018年三月，银禧科技通过全资孙公司银禧科技（刚果）钴业股份有限公司在刚果金卢阿拉巴省克鲁维奇市建设年产3000吨金属粗制氢氧化钴冶炼项目。

事实上，目前国内不少公司已经实现了高镍三元材料的量产，如：容百科技、当升科技、天津巴莫、湖南杉杉、贝特瑞、格林美、长远锂科等。

据了解，三元材料的技术含量有50%以上包含在前驱体中，高镍三元材料的发展离不开高镍三元前驱体的推动。

前驱体的决定性影响

前驱体是动力锂电池的能量源泉，北京当升材料科技股份有限公司副总经理陈彦彬曾透露：“对三元材料来讲，很大的一个问题就是因团聚体颗粒的断裂、粉化所出现的‘孤岛’不能参与充放电过程，形成的裂缝新界面还会发生更多的副反应，这些会导致锂离子电池综合性能的下降。要想有稳定的颗粒结构和优秀的综合性能，就要从前驱体开始进行全流程系统设计。”

前驱体对三元正极材料的影响重要表现在以下几个方面：

首先，前驱体杂质会带入正极材料，影响正极杂质含量；

其次，前驱体粒径大小、粒径分布直接决定三元正极粒径大小、粒径分布

再次，三元前驱体比表面积、形貌直接决定单元正极比表面积、形貌

最后，三元前驱体元素配比直接决定三元正极元素配比。

对三元前驱体的制备，不仅考验着一家公司对原材料的掌控能力，也是对公司综合生产量力的考察。

今年一月三日，华友钴业与LG化学的合资子公司华金新能源材料（衢州）有限公司一期项目在衢州开工，一期项目计划建设年产4万吨高镍型动力锂电池用三元前驱体材料。

2018年，格林美率先攻克高镍811前驱体与单晶前驱体制造技术，并大规模产业化。年报是最好的体现，2018年报告期内，格林美营收138.78亿元，同期上升29%；归属于上市公司股东净利润7.3亿元，同比上升20%。

值得一提的是，其中，三元前驱体业务贡献了79.64亿元，占总营收近60%。

安全性问题如何攻克？

根据不同的化学性能，镍钴锰（Ni、Co、Mn）各有分工。Ni肩负着提高能量密度的重要任务，Co负责高倍率，Mn负责稳定性。

因此，在提高能量密度的同时，NCM811也带来了一些问题：循环过程衰减快，倍率性能差，这在很大程度上限制了其大规模应用。