打破日韩封锁产量翻五倍我国高镍材料电池来了【钜大锂电】

在动力锂电池行业的赛道上，我国“选手”NCM523和NCM333在稳步奔跑，NCM622正奋力追赶，更具潜力的NCM811刚从起跑线起步，但势头很猛。

NCM333、NCM523、NCM622、NCM811是三元动力锂电池的几种细分类型。三元动力锂电池指的是正极材料为按一定比例调配的镍盐、钴盐、铝/锰盐的锂离子电池，即镍钴铝（NCA）或镍钴锰（NCM）。

由于镍钴铝电池的研制难度较大，其核心技术仍掌握在日本公司手中。镍钴铝材料的重要供应商业也以住友金属、日本化学产业株式会社和户田化学等日企为主。目前国内研制镍钴铝电池的公司相对较少。

更多公司使用的是镍钴锰材料。镍的用途在于提升材料的体积能量密度，钴用于提高材料的循环和倍率性能，锰重要用于提高安全性和结构稳定性。

按照镍钴锰的混合比例，镍钴锰材料按照镍含量由低到高，又可分为333、523、622、811等。目前，国内使用NCM523材料的电池比能量可达到160-200Wh/Kg，NCM622可达约230Wh/Kg，而NCM811/NCA则可以达到280Wh/Kg。

在十一月初召开的第三届2018动力锂电池应用国际峰会上，我国汽车技术研究中心动力锂电池领域首席专家王芳提及，从产业化角度考虑，我国的动力锂电池行业正值NCM523和NCM333时代，NCM622处于中试阶段，NCM811处于研发阶段，但实际的发展状况比想象的更快。

我国汽车动力锂电池产业创新联盟的数据显示，截至今年九月，我国动力锂电池累计销量为45.6GWh，三元电池占到一半以上。其中，NCM523材料电池仍是主流，但NCM811材料电池的成长速度已不可小觑。

"811"元年

按照工信部《汽车产业中长期发展规划》的要求，到2020年，新能源汽动力锂电池单体比能量达到300Wh/kg以上，力争实现350Wh/kg，系统比能量力争达到260Wh/kg，成本降至1元/Wh以下。到2025年，新能源汽车占汽车产销20%以上，动力锂电池系统比能量达到350Wh/kg。

考虑到动力锂电池能量密度提升需求和全球钴价上涨的影响，少钴高镍的NCM811材料电池成为公司研发的重点。

五月，深圳市比克动力锂电池有限公司（下称比克电池）开始大规模量产使用高镍811材料的18650-3.0Ah动力锂电池电芯。四个月后，比克电池宣布，其811产品在动力锂电池出货量中的占比已超过五成，目前已用于多款车型。

在十月举办的我国国际节能与新能源汽车展览会上，比克电池又展示了一款已经实现量产的高镍811材料电芯。据比克电池介绍，该款21700-4.8Ah的圆柱电芯已达到全球最高容量水平。

比克电池成立于2001年，重要从事锂离子电芯研发、生产、销售，是国内圆柱电池的代表公司之一。真理研究的数据显示，今年前三季度，比克电池装机量占全国市场份额的2.8%，排名第六。

除比克电池外，国内还有众多电池公司相继宣布它们的高镍电池量产计划。

目前，天津力神电池股份有限公司（下称天津力神）已实现量产高镍811材料电池，相关车型已进入推荐目录。且该公司研发的NCA高比能量动力锂电池，电池比能量已超过300Wh/kg。

据pushEvs报道，动力锂电池巨头宁德时代（300750.SZ）计划于2019年推出NCM811动力锂电池。宁德时代总裁黄世霖曾表态，公司计划到2020年实现电池能量密度达到300Wh/Kg。比亚迪（002594.SZ）和国轩高科（002074.SZ）也提出了类似的计划。

上述三家公司今年前三季度动力锂电池装机量分列全国第一、二、四位。

宁德时代成立于2011年，由全球锂电巨头ATL的动力锂电池业务独立而成。2017年起，宁德时代赶超日本松下，成为全球动力锂电池出货量最大的公司，并与2018年成功上市。到今年年底，产量预计超过31.5Gwh。比亚迪的产量为28GWh。国轩高科成立于2006年，2014年登陆深交所，产量约为16GWh。

鹏辉能源（300438.SZ）、亿纬锂能（300014.SZ）等公司也表示，已经完成高镍811电池从产品技术突破，到小批量生产，再到客户送样认证测试的过程。

正极材料公司当升科技（300073.SZ）在今年初接受投资者调研时称，已经实现高镍811正极材料批量生产，今年全年产销量将保持大幅上升。

目前NCM811的报价在24万元/吨左右，高于NCM523的报价，但前者因钴用量的减少，成本较后者低约1.4万/吨，因此，NCM81吨毛利将新增3.9-4.4万元。

根据真锂研究预计，受需求推动，2018年NCM811电池的生产总量将达到去年的10-15倍。

今年一季度，国内三元材料产量约3.17万吨，同比上升64.26%。其中常规NCM型号（包括NCM523和NCM333等）占比78%；NCM622型号占比14%；NCM811/NCA占比8%，上升明显。两年前，NCM811/NCA的市场份额还不到1%。

因此，2018年被业内称为高镍811量产元年。

另据瑞士银行（UBS）近期公布的报告显示，2020年之后NCM811的市场份额将迅速扩大，到2025年三元材料的NCM622、NCM811和NCA将形成三足鼎立的格局。

艰难迈进

由于镍钴锰使用比例的调整，NCM811等高镍材料在提高镍比例、大幅提升电池能量密度的同时，也会造成电池热稳定性的持续下降，进而影响到电池的安全性。

镍在反应过程中还会影响电池可逆比容量和循环性能，带来电池循环应性能减弱、充电效率降低的问题，给大规模应用形成阻碍。

业内共识，尽管国内NCM523和NCM622电池制备技术已较为成熟，但生产NCM811电池仍非易事。

由于镍自身的化学特性，容易造成锂的析出，从而影响混料、涂布等后续加工过程，这是生产NCM811要解决的一大难题。

单体电池生产重要包括混料、涂布、烘烤、辊压、分条等环节。混料即将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌成浆状。涂布环节则是正负极浆料涂覆在集流体（铜箔，铝箔）表面，以制作极板。

比克电池圆柱电池总工李艳斌在接受界面记者采访时表示，比克在生产NCM811电池的过程中，要对正极材料、浆料、电解液的选择和配比，以及工艺和制造环境等多种因素进行改进。她举例称，“考虑到高镍材料的氧化性强，对生产所用的水也进行了调整。”

真锂研究首席分析师墨柯指出，目前正极材料上纯粹使用NCM811材料的电池仍然较少，总体上属于小规模试验阶段，但是将NCM811材料与NCM333或者锰酸锂等材料进行掺杂，并以此作为正极材料的情况已经较为常见。“严格地说，使用811正极材料和NCM811电池有一定差别。”他说。

墨柯表示，使用混合材料可在大幅提高安全性的同时，提升能量密度。公司通过逐步提高NCM811材料的比重来验证技术可靠性，这也算作发展高镍电池技术的方法之一。

“国内现阶段只有NCM811圆柱18650电池在技术上已具有大规模量产的可能，其他封装形式的高镍电池还有待进一步研究。”墨柯向界面新闻记者称，国内18650圆柱电池的生产工艺更加成熟稳定，为NCM811材料的应用奠定了良好的基础。

18650是一种标准锂离子电池型号，即直径为18mm，长度为65mm的圆柱电池。

圆柱形、软包和方形是动力锂电池不同封装形式。目前，圆柱形动力锂电池生产工艺最为成熟，电池组装成本较低，良品率和一致性较高，但单体比能量略逊于另外两种电池。

软包动力锂电池安全性能高，循环性能好，但一致性较差，成本较高。方形电池在安全性优于圆柱形电池，相对能量密度高，但生产工艺难以统一。

规模的扩大和技术的进步是降低电池成本，提高竞争力的重要途径。近年来，国内电池公司持续新增研发投入，2018年上半年，宁德时代研发投入为7.18亿元，约占营业收入93.6亿元的7.6%，研发人员占到员工数量的五分之一。同期，国轩高科的研发投入约为1.32亿元，占营收的5.1%。此外，宣布每年将投入销售额的5％作为研发经费的还有力神电池和比克电池，后者在过去三年累积研发投入超过3亿元。

正视差距

与我国电池公司相比，日韩公司在高镍电池上已先行一步。

其中，日本松下可谓一路领先。从2008年开始向特斯拉配套供应圆柱电池开始，松下不断改进正极材料，并先后推出了NCM18650电池和比能量高达340Wh/kg的NCA21700电池。

韩国公司也较早布局NCM811电池。其中，LG化学计划在将推出第三代软包动力锂电池，单体电芯能量密度目标为270-280wh/kg，比目前量产的能量密度高出50%。已方形电池为重要产品的三星SDI则在研发其第4代电池，单体能量密度可达270-280Wh/kg，预计2021-2022年间实现量产，第5代电池将于2023年以后量产，电池单体能量密度将达到300Wh/kg。

高工产业研究院的数据显示，上述三家韩国电池公司2017年的研发投入高达35亿元、28亿元和10亿元。

然而，韩国公司的高镍电池研发进程并不如想象的顺利。此前，LG化学、SK创新相继宣布推迟其NCM811电池量产计划。多位电池业内人士猜测，推迟量产的重要原因在于NCM811软包及方形电池的安全性还存在缺陷。

王芳表示，品质控制是公司在竞争中胜出的关键，产品性能、安全、寿命和成本是否能够与对手去竞争，才是公司要重点关注的。

“拥有高一致性、高安全性的电池才更加有市场竞争力。”墨柯在采访中提到，近年来，我国电池行业在技术和规模上发展迅速，电池技术与日韩公司的差距已不大，但我国电池公司在一致性上仍落后一大截，我国领先的电池公司，距离日韩公司有近两到三年的差距。

一致性，是指电池包内全部电芯全生命周期内全部特性参数的一致性，单个电芯容量衰减、内阻上升以及老化速度的不一致，将直接影响电池包的寿命，甚至是电动汽车的安全。

“日韩公司生产过程中的不良产品已达到万里挑一，我国公司还做不到。”墨柯说。

安全命门

中科院院士欧阳明高曾在公开演讲中多次强调，“关于高比能量动力锂电池来说，安全性是第一位。”

多位电池业内人士在接受界面新闻记者采访时表示，近来频繁发生的电动汽车自燃，与目前市场上过度强调提高电池能量密度而忽视安全问题密切相关。

随着六月十二日新能源汽车补贴新政的正式执行，对动力锂电池比能量的要求明显提高，由去年的80Wh/kg提升至120Wh/kg。未来，该指标还将进一步提升。

我国汽车技术研究中心的数据显示，2017年，我国动力锂电池的平均比能量为115Wh/kg左右，这一数字在2018年已快速上升至139Wh/kg。过半车型都能拿到1.1倍补贴。

按照2018年纯电动乘用车国家补贴表述和技术要求，电池比能量达到140Wh/kg的可获得1.1倍的补贴，高于160Wh/kg的按1.2倍补贴。