一、高性能，低成本——NCM811成新一代型鋰離子電池市場(chǎng)新寵

 

在前不久舉辦的素有“國(guó)際汽車潮流風(fēng)向標(biāo)”之稱的日內(nèi)瓦車展上，韓國(guó)的現(xiàn)代汽車正式展出了一款純電動(dòng)SUV汽車——Kona EV，該車型將提供短續(xù)航和長(zhǎng)續(xù)航兩個(gè)版本，最大功率分別可達(dá)到99kW和150kW，續(xù)航里程分別可達(dá)到300公里和470公里，對(duì)應(yīng)的電池包容量分別為39.2kwh和64kwh。新車預(yù)計(jì)在2019年正式上市銷售，售價(jià)將低于4W美元。

 

據(jù)悉， Kona EV 的電池由LG化學(xué)提供，采用的是NCM811（也稱NMC811）聚合物鋰離子電池，這也是首款搭載NCM811電芯的新能源汽車。

 

這一信息的出現(xiàn)，再加上2018年我國(guó)出臺(tái)的《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》里面進(jìn)一步明確，“高續(xù)航里程和高能量密度的新能源汽車是未來(lái)政策補(bǔ)貼考核的方向”，這些利好消息極大地調(diào)動(dòng)了國(guó)內(nèi)關(guān)注NCM811或已經(jīng)開始布局NCM811電極材料生產(chǎn)廠家的積極性。

 

NCM811是一種高鎳的新型鋰離子電池材料——三元鎳鈷錳（NCM）的正極材料，其化學(xué)式為L(zhǎng)iNi0.8Co0.1Mn0.1O2。該材料是近年來(lái)開發(fā)出的一類新型鋰離子電池正極材料，具有能量密度高、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本適中等優(yōu)點(diǎn)，與目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的幾種鋰離子電池正極材料相比，其在性能方面的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)（比較情況見(jiàn)下表）：

 

表1 幾類典型鋰離子電池正極材料性能比較

 

 

從表中可以看出，三元鎳鈷錳正極材料(NCM)綜合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三種層狀材料的優(yōu)點(diǎn)；由于Ni 、Co和Mn之間存在明顯的協(xié)同效應(yīng)，所以NCM的性能要好于單一組分的層狀正極材料；同時(shí)NCM又比LiFePO4有更高的比容量，這也是NCM被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的新型正極材料之一的重要原因。

 

鎳鈷錳三元材料本身也是一個(gè)大“家族”，根據(jù)Ni、Co、Mn之間的比例不同，又分支出一系列的材料，如NCM111(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、 NCM433(LiNi0.4Co0.3Mn0.3O2)、NCM424(LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2)、NCM523(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)、NCM622(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)、NCM811等。與其它幾種鎳鈷錳三元正極材料相比, NCM811的鎳鈷錳比例為8:1:1，鎳的比例進(jìn)一步提高，電池的能量密度更高（最高可達(dá)280mAh/g），電池的性能也相應(yīng)提高，而成本卻相應(yīng)降低等等。正是憑借這些優(yōu)勢(shì)，NCM811被認(rèn)為是下一代動(dòng)力電池的重要發(fā)展方向，而現(xiàn)代推出的Kona EV最新純電動(dòng)汽車也印證了這一點(diǎn)。

 

二、市場(chǎng)大，產(chǎn)量小——國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商積極擴(kuò)大NCM811生產(chǎn)線

 

其實(shí)，此前已經(jīng)有企業(yè)嘗試生產(chǎn)NCM811材料，不過(guò)當(dāng)時(shí)的NCM811材料主要是用于小型電動(dòng)工具，所以產(chǎn)量不大。雖然不少電極材料生產(chǎn)廠家早就希望NCM811材料真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但事實(shí)上真正的規(guī)?；a(chǎn)才剛剛起步。

 

目前，我國(guó)主要的幾個(gè)NCM811制造廠家的具體生產(chǎn)情況如下：

 

杉杉能源：在去年底宣布月產(chǎn)100噸的寧鄉(xiāng)基地高鎳產(chǎn)線順利投產(chǎn)（據(jù)悉就是生產(chǎn)NCM811材料），以及寧夏石嘴山基地三元622/811“交鑰匙工程”年產(chǎn)7200噸，按照當(dāng)時(shí)公布的信息，該共用生產(chǎn)線應(yīng)在今年3月達(dá)到生產(chǎn)設(shè)計(jì)能力。

 

容百鋰電：在今年一月份的戰(zhàn)略發(fā)布會(huì)上，該企業(yè)宣布其在高鎳811產(chǎn)品上取得了突破性的進(jìn)展，由2016年小規(guī)模量產(chǎn)的出貨量躍升至2017年全球出貨量第一。另有預(yù)測(cè)其在2018年的NCM811+NCA的月銷量將達(dá)800-1800噸。

 

當(dāng)升科技：因?yàn)镹CM811的概念，該企業(yè)這幾年在資本市場(chǎng)獲得了極大的關(guān)注，吸引了三倍投資進(jìn)行生產(chǎn)擴(kuò)建，但綜合各方面的信息發(fā)現(xiàn)，直到今年二月份，才有消息顯示其NCM811產(chǎn)品開始批量生產(chǎn)；另外當(dāng)升科技表示，今年將新增4,000噸/年的高鎳多元材料產(chǎn)能，三期工程計(jì)劃1.8萬(wàn)噸/年高鎳多元材料產(chǎn)能，將于2018年至2020年間陸續(xù)建成投產(chǎn)。

 

億緯鋰能：該企業(yè)自從2012年起就開始推廣非車用NCM811及NCA，至今已經(jīng)有接近6年的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

 

格林美：早前，該企業(yè)曾表示，會(huì)在2017年推出811型、NCA等高鎳產(chǎn)品，但直到今年4月，該企業(yè)在某論壇的回復(fù)中還只是說(shuō)高鎳三元產(chǎn)品正在通過(guò)主流客戶的論證和批量使用。

 

天津巴莫：據(jù)公開信息顯示，該企業(yè)2017年年產(chǎn)5000噸高鎳材料的生產(chǎn)線投產(chǎn)，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)向國(guó)際大客戶批量提供NCM811。

 

從以上信息可以看出，市場(chǎng)對(duì)NCM811的期望值很高，需求量很大，而由于目前量產(chǎn)NCM811的企業(yè)并不多，所以市場(chǎng)整體仍處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。

 

三、方法多，空間大——新型改性技術(shù)值得開發(fā)

 

NCM811真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，與其制備生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，下面我們就從專利角度分析一下NCM811的制備生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展情況：