低温18650 3500
无磁低温18650 2200
过针刺低温18650 2200
低温磷酸3.2V 20Ah
21年专注锂电池定制

811,你慢慢来

钜大LARGE  |  点击量:680次  |  2023年01月11日  

NCM811动力锂电池再次成为焦点。


811电池第一次站到聚光灯下,是2年前。CATL称其NCM811电池已经可以量产。该电池以高能量密度为特点,满足了车企和消费者对长续驶里程车辆的期待,而且符合政府长续驶里程的政策导向,可以拿到更多补贴。


随后大量车企以搭载NCM811电池作为卖点进行宣传。


这一次,NCM811再次成为焦点,却是因为接二连三的自燃事件。


从五月份至今,广汽AionS发生多起自燃事件。《电动汽车观察家》从不同渠道证实,大部分自燃的车辆都是搭载的CATLNCM811电池。


目前国内车企和电池公司对NCM811电池的态度怎么样?假如不用811,有什么其他选择?NCM811的前景如何?


1、AionS频繁起火


近期,广汽AionS至少发生了3起起火事故。


五月十八日,广州杨桃公园南门东侧停车场内,一辆白色如祺出行的广汽新能源AionS起火,尾部燃起火焰,殃及右侧一辆奥迪A6L。


此后,八月十二日和八月二十三日,在深圳和海口,又分别有一辆AionS自燃。


广州杨桃公园南门AionS起火


在第一次起火事故发生后,有媒体采访广汽新能源总经理古惠南,他表示,起火原因可能是车辆后备箱放置的消毒液引起了大火,目前并未表示事故起因是电芯。而后两起事故,各方也还没有说明原因。


AionS动力锂电池配套情况


资料来源:整车出厂合格证数据


广汽AionS的动力锂电池供应商目前量产的有CATL和中航锂电两家。不过,《电动汽车观察家》根据多种渠道证实,起火的AionS搭载的多数是CATLNCM811电池。这些事件,让业内对NCM811电池安全性出现了疑虑。


2、昔日NCM811受追捧


让我们把时间拨回到2018年,看下NCM811电池刚推出时的情形。


2018年八月,国外媒体PushEvs报道称,CATL预计将于2019年推出NCM811电池。


第一个公开表示采用CATL811电池的知名纯电车企,应该是蔚来。


2018年年底,蔚来举办的新品公布会上,蔚来汽车创始人李斌表示,采用全球先进的NCM811产品的蔚来ES6汽车将于2019年六月起批量交付。


此后不久,广汽新能源也宣布采用CATLNCM811电池。


2019年二月,AionS正式开启预售前,广汽新能源官方宣布,其车型采用CATL最新一代的811电池。


2019年三月,华晨宝马X1混动里程升级版上市,成为全球首个应用NCM811的插电混动车型。


2019年四月,在2018年业绩说明会上,CATL董事会秘书、副总经理蒋理表示,CATLNCM811/石墨体系电芯将在2019年实现量产上市。单体能量密245Wh/kg,相应的系统能量密度可达180Wh/kg,产品将覆盖500km左右的主流车型。


自此,国内车企纷纷宣布采用CATLNCM811电池,例如蔚来ES6、广汽AionS、宝马X1PHEV、哪吒U等车型,更是将其作为卖点宣传。


截至今年七月,《电动汽车观察家》根据合格证数据统计出的CATLNCM811电池大致有7款,车型覆盖大约18款。


不过,在国内,CATL并不是第一个推出NCM811的电池公司。2018年五月,比克18650-3.0Ah电芯上市,能量密度达到250Wh/kg,并支持3000次深度循环。


在2018年全球未来出行大会上,接受媒体采访时,时任比克电池总裁解国林介绍说,其高镍811产品大部分已经量产,在电池出货量中的比例已经超过50%,在领途汽车、康迪汽车、小鹏汽车、江淮大众汽车和零跑汽车等多款纯电动汽车型上搭载。


和此同时看,国内宣称研发、生产NCM811电池的公司数量不少,远景AESC、比克、比亚迪、力神、亿纬锂能、塔菲尔等公司都有相关进展。


一时间,NCM811成为了电池公司和车企的新宠儿。不过,CATL的811电池无论在供货量和影响力上,都是其他电池公司的811不能比拟的。


3转向高压5系


不过,如今CATLNCM811隐约出现了下降趋势。


从今年1-七月份合格证数据来看,CATLNCM811装车量仍然猛增,而对广汽、威马的装车量有明显下降,蔚来也有一点下降。


CATL部分采用811电池车型产量情况


资料来源:《电动汽车观察家》根据整车出厂合格证数据整理


减少NCM811电池需求的车企还在新增。


《电动汽车观察家》从私下了解,有些车企打算减少或撤出NCM811电池的使用,例如合众哪吒U和小鹏G3、P7等。


目前小鹏官网上,小鹏汽车G3520版本无法预订,该车型搭载的就是CATLNCM811电池。


现在仍然可以预定的小鹏G3520i采用的电芯已经不是NCM811,而是CATL的NCM523电池。


资料来源:小鹏汽车官网;注:下一步为灰色显示,不能预订


从最新公布的车型,也可以看出车企对NCM811动力锂电池装车热度明显下降。


近期,广汽、吉利几何、上汽荣威等主流自主品牌新车都更倾向选择NCM5系电池。


不过,他们采用的NCM5系电池,都不是普通的5系电池,而是高压5系电池。


现在高压5系电池通过提升镍含量,提升单体电压,达到能量密度更高的目的。例如,目前CATL的高压5系电池单体能量密度能做到240Wh/kg左右,甚至已经超越其NCM811的能量密度;而且通过大模组或CTP(无模组)方式,其高压5系电池系统能量密度可以做到180Wh/kg。


例如,七月预售的荣威RER6首次运用创新性大模组电池方法,同样搭载NCM523电芯,电池包能量密度达到180Wh/kg,比肩搭载NCM811电池的车型,NEDC续航里程达到620km。


八月初上市的几何C,其搭载的CATL5系高电压电芯,单体电压为3.67V,系统能量密度达到183Wh/kg,搭载70度电,NEDC续驶里程为550km。


何为高压5系电池?


某国内大型车企总工程师张先生表示,所谓高压是指,电池最高满充电压,比正常电压电池高0.1至0.2V。


电压高了,电池的单位能量也就多了,能量密度也就提升了。


某电池公司副总裁马先生向《电动汽车观察家》对此进一步解释,所谓高压5系,就是镍含量略微多一些,做到例如Ni55和NCM523中镍的50%,变为55%,电池电压在4.35V。


这样的电池,基本能满足车企的需求,车企就不要急于采用NCM811电池了。


当然也有车企继续沿用NCM811。七月份,宝马推出iX3采用的也是NCM811。不过,宝马NCM811的电池系统密度只有154Wh/kg,明显低于CATL其他NCM811电池系统能量密度170-180Wh/kg的数值。宝马iX3在电池包的刚度、侧面缓冲吸能结构、液体温控设计等方面做了充分防护,牺牲了电池包的能量密度,但是提高了安全性。


资料来源:新能源汽车推广应用推荐车型目录(2020年第7批)


要注意的是,车企更换电池并非一朝一夕可以完成,要设计、验证等一系列流程,可见车企更换电芯应该是预谋已久,并不是因为NCM811出事,临时起意更换。所以,NCM5系电池能量密度提升和成本优势才是车企转向的根本原因。


当然,车企对NCM811热情下降,说明该电池还有一些问题,要公司继续优化解决。


4、NCM811生产、应用难度大


目前,国内真正大规模量产的电池公司也只有CATL,力神和比克电池。


和此相对应的是,韩国电池公司的谨慎。2017年八月,外媒报道了LG化学、SKI将在2018年推出用于电动汽车的NCM811电池。但是,就在宣布几个月后,这些计划被推迟了。


目前来看,LG化学对TSLA供货的就是NCM811圆柱电池;SKI对ARCFOXαT供货的是软包NCM811电池。而且ARCFOXαT的量也不是很大。


也就是说,在此之前,国际上NCM811的方形和软包锂电池,没有大规模的推广。


这恐怕和NCM811电池生产和应用难度大有关。


一家外资电池厂研发负责人陶博士表示,NCM811材料受其高镍含量、表面残碱高、热稳定性差等因素的制约,对正极材料生产厂商及电池公司的生产制造环境及技术水平,提出了更高的要求,因而在一定程度上限制了高镍材料的大规模商业化。


从正极材料角度讲,随着镍含量提高,三元材料的热分解温度降低,放热量增大,带来电池的安全性能变差,这是材料的本征特性。电池的安全性是一项系统工程,不单单来自于正极材料,还和电芯结构设计、电解液配方、隔膜特性、模组和电池包的安全设计、生产过程控制等因素息息相关。


从生产制造角度来看,高镍材料对环境湿度控制的要求更高,会带来制造成本的上升。


值得是注意的是,国内力神和比克的NCM811电池是圆柱电池;而CATL是方形电池。


在马先生看来,热失控安全管控方面,圆柱电芯比方形容易些。也有意见认为,圆柱电芯数量倍增,管控难度也就倍增。


不过,全面考察电动汽车的安全,从电芯到模组到系统,再到整车,应该是系统协作,假如出现自燃等事故,可以说是系统失效,不能将矛头直指电芯。在模组、系统和整车层面,整车厂、动力锂电池厂是否做好相应防护?这一点,也要从业者明晰。


要了解,外国动力锂电池厂商高镍产品同样也已经供货,但我们并没有观察到自燃多发的现象。因此,不能就此判了811这一材料路线的。


5、811长期前景仍然乐观


马先生还认为,车企采用高压5系,目前是过渡方法,随着技术及制成成熟度的提升,未来还会回归NCM811电池。


因为车企最终还是会追求更高能量密度的电池,镍含量还会提高。


陶博士对此进一步解释说,关于中镍材料,提高电压可实现电池能量密度的提升,满足部分客户的当前需求;但是关于更高能量密度的追求,高镍材料仍是未来的趋势,无法实现对高镍材料的全面替代。


随着成组效率的提升,大模组和CTP这些设计一定程度上提升了5系在电池包里的能量密度;但结构空间上不能一味激进设计,会带来电池可制造性和一致性的问题。而且也不能完全弥补5系原本的能量密度缺陷,在超长里程和超高能量密度车型上,NCM811还是比较可行的方法。


上述车企总工程师张先生也提到,假如车企要做到600-700公里续驶里程,NCM811电池就是必需了。


陶博士认为,NCM811还是有潜力可挖的。例如在安全设计上,NCM811电池要多加防护,但得益于可设计的结构空间比较多,安全性能也能够可观地迭代升级。


一位电池材料生产公司副总经理于先生也认为,产品从前景看还是比较期待,安全问题要时间来突破,关于NCM811来说,后期假如做到四元无钴产品的话,安全性能够得到更好提升,将会有革命性的进步。这次起火事件给我们敲响了警钟,还是不能够冒进,这对国内使用NCM811可能会有影响,但还是挡不住行业发展趋势。


固态电解质也是NCM811电池提升安全性的一个可行性方法。固态电解质燃点高、无腐蚀、不挥发,不存在漏液问题。因此安全性可以再次大幅度提升。


不可否认的是,接连的起火事故,导致NCM811电池短时间内的萎缩或许不可防止。但是长期看,随着技术进步NCM811安全性和电池热管理能力会不断提升,未来NCM811电池仍然具有较强竞争力。


此外,比亚迪刀片电池、CATLCTP以及江淮蜂窝电池等产品的推出,也让电池公司不再过分追求高镍产品带来的能量密度提升,行业已经从唯能量密度论,发展到各种技术创新百家争鸣的阶段。


这次起火事件,也对电池公司敲响了警钟,冒进不可取,新技术一定要各方充分验证方可大量采用,否则将对新能源汽车产业发展带来极大打击。

钜大锂电,22年专注锂电池定制

钜大核心技术能力