技術雖有難題 本土企業也能生產
業內專家表示,不僅是特斯拉的電池系統控制能力,整車設計也并非大多數中國車企短期內能模仿和超越的。那么,中國本土企業能造出如特斯拉般續航強勁的三元鋰電池嗎?
在電池的四大主材——正極材料、負極材料、電解液和隔膜中,正極材料不但占到成本的40%,且直接決定電芯的能量密度。根據正極材料技術路線,動力電池可主要分為磷酸鐵鋰、三元鋰(NCA/NCM)和錳酸鋰電池三類。
根據正極材料的構成,三元鋰電池分為NCA和NCM兩類。NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成,而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成。特斯拉此次宣稱的強勁續航電池屬于三元鋰NCA電池。
中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會研究部主任周波表示,NCA的生產工藝條件更為苛刻,制作工藝存在門檻。更重要的是,NCA材料的技術壁壘也很高,目前產能主要集中在日韓,我國量產較少。
“NCA電池在國內也可以做,去年國內某重點材料企業給日本松下供貨1000多噸。”張雨說。
但據記者了解,國內NCA材料及其電池的產業化開發起步較晚,目前有多家企業開始中試和小批量試產,還有一些技術問題需要解決,并沒有形成批量生產及銷售。同時,生產材料受限,國外NCA材料市場主要為住友金屬、日本化學產業株式會社等壟斷。
張雨分析說,NCA電池在中國未能大量生產的深層次原因還在于,由于熱穩定性較差導致電池的安全性下降,電池生產企業和終端產品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮,這需要從電芯設計、電源系統設計、電源使用等環節進行系統可靠的安全設計。而從加工角度來說,NCA電池需要純氧環境、加工成本較高,在電池生產全過程均要控制濕度在10%以下,這些對國內企業都存在很大挑戰。
基于技術、成本和補貼的因素,中國主要選擇了NCM路線,但這也并不代表NCA路線沒有新機會。
成本影響市場 特斯拉未必是標桿
盡管中國本土企業并不是造不出三元鋰電池,但特斯拉挑戰極限的三元鋰電池,并不一定是我國新能源汽車電池研究、生產的唯一目標。
來自中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會的數據顯示,從不同電池材料類型來看,2017年1—12月三元鋰電池裝機量為16.04千兆瓦時,占比為44.01%;磷酸鐵鋰電池裝機量為17.97千兆瓦時,占比為49.29%;錳酸鋰電池裝機量為1.48千兆瓦時,占比為4.06%……
業內人士告訴科技日報記者,在國家政策主導和市場環境加持下,我國鋰電池技術路線為磷酸鐵鋰和三元鋰電池并重。然而,即便在三元鋰電池的技術路線發展上,國內動力電池制造廠家的選擇也有側重,選擇NCM路線者眾,而鮮有選擇特斯拉使用的NCA路線者。
NCA電池已經大規模、成熟量產,且得到商業上的驗證;而高能量密度的NCM電池,目前還未大規模量產。業界專家表示,兩者性能上比較接近,但高能量密度的NCM價格略便宜。所以,從性價比而言,NCM更符合我國市場。
“從某種意義上來說,其實是磷酸鐵鋰成就了中國的新能源汽車。從成本角度來說,磷酸鐵鋰更占優勢,我們預測將來磷酸鐵鋰電池市場空間應該比三元鋰電池更大。”楊續來告訴科技日報記者,現階段三元鋰電池的發展趨勢,得益于國家政策導向對高比能量電池的要求,要求電池能量密度高、續航里程遠。當然,三元鋰電池擁有更高的比能量和比功率,更符合乘用車的需求,但將來未必一定是市場主流。
原標題:20分鐘充滿電 續航350公里 特斯拉超級電池未必是我們的“菜”