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NCM811让新能源汽车摔了一跤
http://www.qipei001.com 2020-09-15 10:25:52 中国汽车报
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  编前:在连续3辆配装宁德时代NCM 811高比能量电池的广汽新能源Aion S发生自燃事故之后,NCM811电池迅速成为相关企业、消费者及媒体舆论高度关注的热点。虽然宁德时代表示,尚无召回计划,但相关车主已经坐卧不安;虽然事故原因尚未查明,但对电池的质疑声已经悄然四起;虽然宁德时代声明并未放弃NCM811,但股价已经闻声震动。一块NCM811电池,已经引发了新能源汽车市场的蝴蝶效应。

  NCM811成熟度待考

  在NCM811深陷自燃风波之后,有关宁德时代彻底放弃NCM811的传闻甚嚣尘上,并因此导致宁德时代股票单日出现近9%的跌幅。尽管宁德时代公开声明:“宁德时代不会放弃NCM811技术路线,NCM811电池是影响产业地位与发展的关键战略制高点,也将是中国电池制造产业不断探索、创新、优化升级的主要技术方向之一。”但是,NCM811到底行不行还是引发了业内广泛的讨论,甚至已经超过对自燃事故本身的关注。

  NCM是三元锂电池正极材料所含元素的缩写,N、C、M分别指代镍、钴和锰。NCM811,即正极材料中镍钴锰的含量比例为8∶1∶1的三元锂电池。相比NCM111、442、532和622,NCM811的镍含量更高,因此具备更高的比能量,是目前市场中已经量产的能量密度比最高的电池。以宁德时代为例,其生产的NCM811电池单体能量密度达到245Wh/kg,相应的系统能量密度可达180Wh/kg,而NCM523单体能量密度在180Wh/kg~220Wh/kg,系统能量密度普遍在140Wh/kg~160Wh/kg。

  目前,国内的国轩高科、比克动力、力神电池、远景AESC、蜂巢能源、塔菲尔、万向一二三、亿纬锂能、孚能科技、比亚迪、桑顿新能源、远东福斯特、鹏辉能源、卡耐新能源,国外的LG化学、SKI、三星SDI等电池企业都已经在NCM811有所布局,大多有量产产品。不难看出,NCM811是动力电池企业公认的发展技术路线。正如一位动力电池企业相关负责人所言:“提高电池能量密度是电池人的宿命,做电池就是要体积质量越小越好,能量密度越高越好。”

  不同的是,宁德时代是目前市场中已经大规模量产NCM811且占据绝大部分市场份额的企业,包括宝马X1 xDrive25Le PHEV(插混)、广汽Aion S、蔚来NIO ES6、吉利几何A、广汽Aion LX、小鹏P7、合众U、金康SF5等新车型,都采用了宁德时代NCM 811电池。这些企业无不将宁德时代NCM811电池带来的长续驶里程作为重要的卖点。反观其他动力电池企业,采取的是相对保守的策略,目前主打的仍然是NCM 523电池。

  与NCM523相比,NCM811并不是真正成熟的产品。电池百人会理事长于清教在接受《中国汽车报》采访时直言:“一些车企在推出的主流车型上虽然都配备了NCM811电池,但电池中高活性的镍元素比重大,热稳定性差,容易带来安全问题,目前NCM811的技术整体上还不够成熟,其发展仍需跨过安全关。”

  商业化应用或冒进

  截至目前,广汽新能源3辆AionS自燃事故的调查结果尚未公布,到底是哪个环节出现的问题还不得而知。不过可以确认的一点是,产品大概率存在质量缺陷问题。不管是NCM811电池本身的问题,还是整车装配过程中的问题,都可能和验证不够有关系。

  “新能源汽车发生自燃事故,很多时候是因为产品验证不够,一味求快就推向了市场。”一位行业观察人士表示,“原因是多方面的,首先是政策导向问题,长期以来财政补贴政策鼓励高能量密度,补贴门槛几乎每年都在提高,使得电池的系统能量密度从100Wh/kg一直提高到现在的180Wh/kg,企业只能更快地进行产品更迭;其次是市场需求导向,消费者觉得续驶里程长了,里程焦虑就会被缓解,所以市场更青睐长续驶里程的产品;最后则是市场竞争的问题,谁先掌握最新的技术,谁就可能更快地占领市场。这就很容易把不成熟的技术过快地进行商业化、产品化。”

  “中国市场试错成本比较低,对比外资企业,情况就有明显的不同,产品一定是经过充分的验证之后,确保安全才进行商业化。比如宝马X1 xDrive25Le PHEV,虽然也采用宁德时代的NCM811电池,但为了保障安全,并没有过于提升系统能量密度并进行了更多的安全防护设计。”上述行业观察人士表示,“安全问题是技术问题,也关乎企业责任。开发高能量密度的产品,必须把安全的底限守住,实验室开发出来的产品距离商业化应用,往往有很长一段距离。”

  “很大程度上,并不是动力电池企业冒进,而是来自整车企业的压力。”一位不愿具名的动力电池企业相关负责人表示,“能量密度的提升和热稳定性、充电循环寿命等安全指标的提升本身就是一个矛盾体,要想实现两全其美,就意味着必须付出更多的成本来保证安全,如高镍材料对环境湿度控制的要求更高,这会带来制造成本的上升。但整车企业一方面要求提升电池的性能,另一方面要求足够低的成本。动力电池企业在被逼无奈之下更容易剑走偏锋。”

  市场短期已受影响

  事实上,在接连3起自燃事故发生前,已经有一些整车企业开始选择使用改良之后的NCM523电池,又称高压5系电池。据了解,高压5系电池通过提升镍含量,提升单体电压,实现提升能量密度。例如,目前宁德时代的高压5系电池单体能量密度能达到240Wh/kg左右,甚至已经超越NCM811的能量密度。此外,通过大模组或CTP方式,高压5系电池系统能量密度也可以做到180Wh/kg。

  以7月开启预售的荣威R ER6为例,其首次运用创新性大模组电池方案,同样配装NCM523电芯,电池包能量密度已经达到180Wh/kg,NEDC续驶里程达到620km,整体表现不输于NCM811。8月初上市的几何C,其配装的也是宁德时代高压5系电池,单体电压为3.67V,系统能量密度达到183Wh/kg,NEDC续驶里程达到550km。

  整车企业出现这种转向的主要原因并不是因为安全隐患,而是NCM523在性能提升之后凸显的成本优势。一位电池企业技术工程师分析认为,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,对正极材料生产厂家及电池企业的生产制造环境及技术水平要求很高,成本的增加在一定程度上限制了高镍材料的大规模商业化。

  在3起自燃事故发生之后,NCM811在短期之内受到较多不利影响。在于清教看来,受安全事故多发影响,广汽、吉利、上汽等在新车型配备动力电池选择上都尝试避开NCM811,这对未来NCM811装机份额的确有一定影响。但从日韩及国内头部电池企业的研发动向来看,高能量密度的发展趋势不会改变,NCM811的市场渗透率有可能降低,但不会退出市场,对于材料体系的选择,还是以市场为导向。

  有分析人士认为,出于对更高能量密度的追求,高镍材料仍是未来的趋势,如果想实现更长的续驶里程,比如600km以上,NCM811电池仍然是刚需,且在安全设计上仍然有提升的空间。

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