侵权投诉

NCM811能“担”起新能源汽车的未来吗?

荷叶塘 来源:电子发烧友 作者:程文智 2019-08-19 04:11 次阅读
在新能源汽车中,动力电池仍然是纯电动汽车的核心零部件,在整车的价值中占比颇高。虽然近几年来动力电池的价格在逐年下降,且高端车配套的增值服务,或者配件会摊薄动力电池的价值占比,但即便是这样,目前动力电池仍然在纯电动汽车中的价值占比最高的超过了40%。
就拿2019年市场上推出的主流代表车型来说,华泰证券研究所的分析师对比亚迪秦Pro、吉利几何A、北汽EU5、广汽AionS、特斯拉model3的电池成本与整车成本进行了比较,详细见表1.

表1:2019年主流车型的电池价值占比测算。

汽车动力电池技术的发展路径

既然动力电池在纯电动汽车中的价值如此之高,那动力电池目前的发展状况如何呢?随着电池技术的进步,长续航里程的纯电动汽车将是新能源汽车发展的最终目标。要实现这个目标,就需要更高能量密度的电池,来满足更高的续航里程。
目前常用的动力电池包括锂离子电池、镍氢电池,以及燃料电池。不同的电池,特点不用,应用领域也不相同,比如镍氢电池功率和安全性能较高,在混合动力汽车中发挥优势;锂离子电池能量密度较高,且可以继续提升,是纯电动汽车的首选;燃料电池加氢速度快,可以更快地完成能量补充过程。
长远来看,新能源汽车对动力电池的需求将向着高能量密度(包括质量能量密度和体积能量密度)、高安全性发展,同时需要解决其充电时间比传统内燃机加油时间过长的问题。
我们从宁德时代公布的一个动力电池能量密度发展规划图也可以看出,未来动力电池发展的路径大致会是:镍氢电池-传统锂离子电池-全固态锂离子电池-燃料电池-锂空气电池的进程。

图1:宁德时代公布的动力电池能量密度开发路线图。

NCM811成为动力电池的新宠

就目前而言,锂离子电池还处于液态锂离子电池体系下,但在高能量密度需求,以及低钴化降成本需求下,趋势动力电池向高镍三元方向发展。
2016年到2018年,新能源乘用车产量在逐年增加,三元锂电池装机量也一路攀升,2018年动力电池装机量达到56.4GWh,三元锂电池装机量为33.5GWh,占比近60%,首次超过了磷酸铁锂锂电池成为市占第一的动力锂电池。
目前不论是国际,还是国内动力电池企业,都朝着300Wh/Kg的能量密度目标迈进,在三元锂电池中,必须向高镍方向挺进才能实现。而在高镍三元锂电池上,目前有两种路线,分别是镍钴铝(NCA)体系和镍钴锰(NCM)体系。其中NCA主要是松下配套给特斯拉在用,其余大部分都是NCM体系。
NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料由一定比例组合而成。在高镍三元材料中,镍的主要作用是提供电池容量,其含量越高,电池的能量密度就越大;钴元素在共献一部分容量的同时,起稳定结构的作用;锰/铝主要用来稳定三元体系结构。
目前,全球的三元动力锂电池都开始从中低镍(如3:3:3;5:2:3)向高镍(如6:2:2往8:1:1)转换。
NCA的正极材料是由镍钴铝构成,铝可以起到提高电池循环化学稳定性的作用,搭配在NCA体系中,镍含量可以得到一定提升,从而实现更高的电池能量密度。至于NCA中镍的含量,不同企业生产过程中会有所区别,但镍含量的占比至少在80%以上。由于NCM811与NCA动力电池能量密度相对更高,续航能力更强,所以成为了近几年电动汽车电池在新能源补贴环境下进行技术突破的首选。
目前,由于日本的NCA电池技术发展较为成熟,主要是以松下为代表的日本企业在主推NCA电池的生产。中国企业与韩国企业则更偏好大力发展NCM811。造成这一现象的原因是什么呢?
NCA与NCM811在生产工艺与成本上会体现出部分差异。
NCM811的合成方法主要是高温固相烧结法,稳定性和安全性能相较于NCA稍差,此外,其储存和加工条件也十分苛刻。
NCA电池的克容量相比于NCM811要稍高,安全性能相对更好,但对制作工艺水准要求高且实际生产成本较NCM811更高。NCA容易在高温下发生崩塌导致热失控,且pH值过高易使单体胀气,进而可能引发危险。
目前国内NCM811电池的量产代表企业为比克电池,其生产的NCM811电池已经与江淮、小鹏汽车等实现合作。
宁德时代的NCM811电池也已经在给广汽新能源AionS供货了。宁德时代的这款NCM811动力电池的电芯能量密度为240Wh/Kg,Pack能量密度达到了170Wh/Kg,工况续航里程达到510km。此外,宁德时代也已经开始批量给吉利几何A和蔚来ES6供货了。
比亚迪也曾经表示今年会量产NCM811电池。
在国外,虽然韩国锂电池巨头LG化学、SKI和三星SDI都在积极备战高镍NCM811,但在产业化进展上却不尽人意。比如说SKI曾预计2018年8月份会批量生产用于电动汽车的NCM811电池,但现在却推迟到了今年第三季度才会正式量产。
而国内NCA电池实现量产的企业则以天津力神与天鹏电源为代表,NCA电池系统能量密度最高能达到180Wh/kg,平均系统能量密度也已经能达到140-160Wh/kg。
虽然中国大部分电池企业都提出正在大力发展NCM811电池,但目前在国内真正实现量产并装车的高镍三元电池,NCA的发展速度甚至要更快。目前,江淮、北汽新能源、长安、宝骏、知豆等多款车型均已开始配套NCA电池,电池的能量密度与整车的续航里程都得到了大幅提升。

NCM811还面临哪些挑战?

虽然NCM811的能量密度更高了,但随着三元材料锂电池中镍的比例提高,锰的比例降低,材料的热稳定性就会变差。
在NCM811电芯中,镍的比例已经达到非常高值,随着电池使用期的增长,快充次数增加,在遇到过充过放、高温、外力冲击等情况时,即便是电池内部温度还处于设定安全状态,电芯正负极析氧或析锂发生电化学反应等导致热失控的风险都会很高,电池安全性会急速下降。
随着NCM811技术研发进程的加速,国内企业相继提出了一些解决NCM811安全问题方案,并实现量产运用到相应的车型上。以宁德时代为例,该公司从电芯环节通过机械设计和化学设计来应对安全和热失控问题,而模组环节采用多个温度传感器实时监测,电池包环节运用业界首创阻燃技术进一步解决NCM811带来的安全问题。目前,宁德时代NCM811电池已经实现量产,蔚来ES6和合众U等车型预计将在2019年下半年上市并采用该款NCM811电池。

图2:保证NCM811电池安全性的解决方案。
虽然电池厂商和汽车制造商提出了一些解决方案,但不断出现的电动汽车燃烧事件,让消费者心中充满担忧。
有人认为,电池不会一开始过充或者快充就会出现问题,而有研究发现电池在快充300~500次之后,稳定性会逐渐变差。因此,他们担心这类新型动力电池的安全性是否能够得到足够的保证。

结语

关于新能源汽车的动力电池问题,笔者曾经听一些从事新能源汽车的工程师说,由于现在动力电池的能量密度普遍较高,为了满足用户快速充电的体验,有的企业开始将电池真实容量的80%标注显示为100%,这样,所有的电池就都能在半小时之内快速充电到100%了。
这种做法从法律上将并没有什么过错,虽然电池没有完全充满,但也能达到你的使用需求,跟说明书上标注的续航里程数也是一致的。但笔者总感觉怪怪的。
NCM811这类高能量密度动力电池能否让新能源汽车更让消费者接受,还需要看它的安全性是否经得起时间的考验。
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

长城汽车拟发行可转债不超过80亿元,将用于数字化转型和新车研发

1月24日晚间,对于“拟公开发行可转债总额不超过人民币80亿元”一事,长城汽车发布公告进行了回复和说....
的头像 Les 发表于 01-25 17:44 160次 阅读
长城汽车拟发行可转债不超过80亿元,将用于数字化转型和新车研发

院士陈立泉呼吁“固态电池大干快上,引领电动中国”

从动力电池的发展趋势来看,无论是当下的磷酸铁锂,还是三元锂电池,都有各自的缺点,固态电池才是未来大势....
的头像 工程师邓生 发表于 01-25 17:37 130次 阅读
院士陈立泉呼吁“固态电池大干快上,引领电动中国”

新能源的泡沫主要在上游

东北人白厚善比山西人冯鑫聪明,因为他早就准备好了美国绿卡。 前者是容百科技的创始人,该公司目前市值3....
的头像 Les 发表于 01-25 17:30 74次 阅读
新能源的泡沫主要在上游

3D打印固态电池在2021年即将在德国量产 充电速度提高6倍

南极熊导读:3D打印固态电池在2021年即将在德国量产!能量密度提高1倍,充电速度提高6倍!优先配套....
的头像 Les 发表于 01-25 16:44 71次 阅读
3D打印固态电池在2021年即将在德国量产 充电速度提高6倍

科技巨头跨界造车哪家强?

如同富士康多年的合作伙伴苹果公司一样,这是富士康第二次入局汽车业,虽然投资的对象依然是同一个,但是,....
的头像 我快闭嘴 发表于 01-25 16:37 247次 阅读
科技巨头跨界造车哪家强?

日本电产(Nidec)的驱动马达系统“E-Axle”累计销售逾数十万台

日本电产的目标是到2030年取得全球电动汽车专用驱动马达市场(*2)40~45%的份额,而“E-Ax....
发表于 01-25 16:11 92次 阅读
日本电产(Nidec)的驱动马达系统“E-Axle”累计销售逾数十万台

2021年新能源汽车六大政策趋势预测及2020年新能源汽车十大政策回顾

本文要点:2021年新能源汽车六大政策趋势预测: 1:汽车产业出台碳达峰、碳中和实施方案 2:汽车“....
的头像 Les 发表于 01-25 16:08 215次 阅读
2021年新能源汽车六大政策趋势预测及2020年新能源汽车十大政策回顾

宝能汽车:完成产业链全面布局,首台增程式电动车下线

在汽车行业中,目前新能源汽车一定是最热门的话题,由于环保低碳的迫切性,不少国家已经公布了燃油车禁售的....
的头像 Les 发表于 01-25 16:06 141次 阅读
宝能汽车:完成产业链全面布局,首台增程式电动车下线

威马汽车举行了第三款全新智能纯电动SUV W6的量产下线仪式

2021年1月19日,威马汽车举行了第三款全新智能纯电动SUV W6的量产下线仪式。新车将于今年上海....
的头像 Les 发表于 01-25 15:52 175次 阅读
威马汽车举行了第三款全新智能纯电动SUV W6的量产下线仪式

威马汽车沈晖:不看好续航1000km的电动汽车

前段时间,蔚来发布了其最新的固态电池,宣称新车搭载150kWh的固态电池,续航能够超过1000km。
的头像 如意 发表于 01-25 15:31 119次 阅读
威马汽车沈晖:不看好续航1000km的电动汽车

调查显示:电动车用户不会再考虑燃油车

近年来电动汽车发展迅速,形势有盖过燃油车的感觉,并且每年保持两位数的高速增长。虽然目前保有量还远不如....
的头像 如意 发表于 01-25 15:20 128次 阅读
调查显示:电动车用户不会再考虑燃油车

缺芯更缺电,日本汽车业是否为此做好了准备

商业就是一个个的轮回,不断上演。 日本方面认为这个可能性几乎不存在,因为奥运会推迟一年的计划不会出现....
的头像 Les 发表于 01-25 15:09 194次 阅读
缺芯更缺电,日本汽车业是否为此做好了准备

科技企业扎堆进军汽车领域,想要扮演什么角色?

华为造车了,百度造车了,微软造车了,科技企业“造车风”越刮越猛。汽车向前发展离不开信息技术的支撑,科....
的头像 我快闭嘴 发表于 01-25 14:55 289次 阅读
科技企业扎堆进军汽车领域,想要扮演什么角色?

新一轮电池技术革命即将到来

动力电池行业迎来了新的变局。1月9日,在蔚来举办的“2020 NIO Day”上,除了号称是“目前最....
发表于 01-25 14:30 105次 阅读
新一轮电池技术革命即将到来

疫情之年新能源汽车为何销量走好

据国外媒体报道,受新冠肺炎疫情影响,2020年全球汽车销量比上年下降了20%,仅为7650万辆。但是....
的头像 Les 发表于 01-25 14:18 113次 阅读
疫情之年新能源汽车为何销量走好

未来可期 SiC成为新能源汽车最佳选择

碳化硅在过去两年的全球市场也发生了些“微妙”的变化:碳化硅衬底供应开始严重不足,但科锐(Cree)已....
的头像 Les 发表于 01-25 13:51 177次 阅读
未来可期 SiC成为新能源汽车最佳选择

欣旺达梁锐:布局固态电池,坚持高端定位

“在动力电池的技术路线上,欣旺达有着5-10年的长远发展规划。欣旺达现在的电池能量密度能做到300W....
的头像 Les 发表于 01-25 13:41 138次 阅读
欣旺达梁锐:布局固态电池,坚持高端定位

富士康能否救拜腾汽车于水火之中

对于造车新势力来说,2020年绝对是大浪淘沙的一年,包括博郡、赛麟、前途在内的多家车企都曾被传出破产....
的头像 Les 发表于 01-25 13:35 136次 阅读
富士康能否救拜腾汽车于水火之中

Model 3爆炸:电动车罪恶之源:电芯挤压

对于电动车用户,我们希望大家以后能重视电动车底盘磕碰,不要当没事,虽然没有这个国标,但我们要当自己的....
的头像 Les 发表于 01-25 11:52 290次 阅读
Model 3爆炸:电动车罪恶之源:电芯挤压

小鹏汽车何时能摆脱特斯拉光环?

互联网造车就是有不一样的勇气与底气,从目前的市场舆论上来看,小鹏P7已经可以“单方面”宣布超越特斯拉....
的头像 如意 发表于 01-25 11:44 183次 阅读
小鹏汽车何时能摆脱特斯拉光环?

引入战投前落子换帅,恒大离造车还有多远?

1月24日晚间,恒大汽车(00708.HK)发布公告称,按前五个交易日平均收市价折让8%的价格,向6....
的头像 我快闭嘴 发表于 01-25 11:42 364次 阅读
引入战投前落子换帅,恒大离造车还有多远?

上海将争取集成电路12纳米先进工艺规模量产

据新华财经报道,根据上海市发改委向会议提交的报告,2021 年,上海将出台《上海市加快新能源汽车产业....
的头像 璟琰乀 发表于 01-25 11:39 167次 阅读
上海将争取集成电路12纳米先进工艺规模量产

恒大汽车引资260亿港元,加速布局新能源汽车

1月24日,恒大汽车(0708.HK)发布公告宣布,按前五个交易日平均收盘价折让8%的价格,向6名投....
的头像 电子魔法师 发表于 01-25 11:10 147次 阅读
恒大汽车引资260亿港元,加速布局新能源汽车

不要再谈石墨烯色变 石墨烯的发现本来是一件大好事

这两天中科院院士欧阳明高,怒怼广汽新能源汽车浮夸宣传的新闻,又一次把这个魔幻又神奇的材料——石墨烯,....
的头像 Les 发表于 01-25 11:10 169次 阅读
不要再谈石墨烯色变 石墨烯的发现本来是一件大好事

德国已开始调查特斯拉召回事件

前段时间,NHTSA(美国国家公路交通安全局)发布公告称,因为中控屏触摸失灵、无端卡死等故障问题,要....
的头像 如意 发表于 01-25 10:36 71次 阅读
德国已开始调查特斯拉召回事件

预计2021年因芯片短缺问题汽车产量将减少450万

独立资产研究公司 Bernstein Research(伯恩斯坦研究机构)表示,由于 2021 年全....
的头像 璟琰乀 发表于 01-25 10:20 181次 阅读
预计2021年因芯片短缺问题汽车产量将减少450万

比亚迪股价暴涨,巴菲特成最大赢家

据媒体报道,比亚迪的股价在2020年全年涨幅超300%,进入2021年还未到一个月的时间,已累计涨幅....
的头像 如意 发表于 01-25 10:17 200次 阅读
比亚迪股价暴涨,巴菲特成最大赢家

纯电动超跑别再只刷“存在感”,没“新车主”买了

近日,有媒体报道雷诺与吉利集团旗下路特斯共同签署了一份 “在多个领域开展合作研究”的备忘录,其中包括....
的头像 璟琰乀 发表于 01-25 10:02 202次 阅读
纯电动超跑别再只刷“存在感”,没“新车主”买了

恒大汽车成功引入 260 亿港元战略投资,助力新能源汽车产业

恒大汽车发布公告称,于 2021 年 1 月 24 日与六名投资者分别签订认购协议,以每股 27.3....
的头像 工程师邓生 发表于 01-25 09:58 155次 阅读
恒大汽车成功引入 260 亿港元战略投资,助力新能源汽车产业

动力电池行业迎来变局,下半场卡位战已打响

动力电池行业迎来了新的变局。 1 月 9 日,在蔚来举办的 “2020 NIO Day”上,除了号称....
的头像 工程师邓生 发表于 01-25 09:55 251次 阅读
动力电池行业迎来变局,下半场卡位战已打响

奥迪e-tron GT纯电动跑车将于2月9日在全球发布

据外媒 motorillustrated 消息,奥迪 e-tron GT 纯电动跑车将于 2 月 9....
的头像 璟琰乀 发表于 01-25 09:38 233次 阅读
奥迪e-tron GT纯电动跑车将于2月9日在全球发布

恒大成国内新能源汽车融资最大的车企

说起造车口号最响亮的车企,不少网友们肯定会首先想到恒大汽车。在去年12月8日,恒大董事局主席许家印表....
的头像 如意 发表于 01-25 09:32 139次 阅读
恒大成国内新能源汽车融资最大的车企

四大关键词总结2020年智能电动汽车行业的发展状况

集微网消息,各国倡导节能减排与自动驾驶、5G等技术的发展是促成智能电动汽车迈入高速成长道路的重要因素....
的头像 Les 发表于 01-25 09:23 295次 阅读
四大关键词总结2020年智能电动汽车行业的发展状况

回顾2020年电动汽车产业的发展状况

各国倡导节能减排与自动驾驶、5G等技术的发展是促成智能电动汽车迈入高速成长道路的重要因素。汽车在经历....
的头像 我快闭嘴 发表于 01-25 09:18 581次 阅读
回顾2020年电动汽车产业的发展状况

恒大汽车最新消息 恒大汽车获260亿巨量输血

恒大汽车(00708.HK)发布公告,向6名投资人定向增发9.52亿股新股,共引资260亿港元。 恒....
发表于 01-25 09:11 127次 阅读
恒大汽车最新消息 恒大汽车获260亿巨量输血

苹果发布300多个与汽车相关的招聘职位

1月24日,虽然传闻已久的苹果电动汽车尚未面世,但有关其“泰坦计划”(Project Titan)的....
的头像 我快闭嘴 发表于 01-24 11:20 550次 阅读
苹果发布300多个与汽车相关的招聘职位

谁该为这次全球性的芯片危机背锅?

2020 年初,一场突如其来的新冠疫情席卷全球,截止至发稿日,累计造成了超过 9810 万人感染,2....
的头像 璟琰乀 发表于 01-24 10:17 220次 阅读
谁该为这次全球性的芯片危机背锅?

宁德时代成立全资新能源科技子公司

据企查查信息显示,近日,宁德蕉城时代新能源科技有限公司成立,注册资本10亿元人民币,法定代表人为安国....
的头像 电子魔法师 发表于 01-23 10:44 1313次 阅读
宁德时代成立全资新能源科技子公司

国内三大电动汽车股现阶段谁更值得买入?

电动汽车正在变得越来越受人欢迎,这一趋势是由社会接受程度、绿色心态以及人们对内燃机确实存在缺陷的认识....
的头像 工程师邓生 发表于 01-23 09:15 353次 阅读
国内三大电动汽车股现阶段谁更值得买入?

鸿海与AI创业公司展开合作,布局人工智能和电动汽车

为进一步强化人工智能(AI)和电动汽车布局,鸿海与AI创业公司企业展开了紧密合作。耐能表示将加入由鸿....
的头像 电子魔法师 发表于 01-23 09:12 834次 阅读
鸿海与AI创业公司展开合作,布局人工智能和电动汽车

五菱汽车公布了宏光MINI EV纪念款车型的外观图

1 月 22 日消息 根据五菱汽车官方的消息,五菱汽车推出宏光 MINI EV 牛年纪念款,并于今日....
的头像 Les 发表于 01-22 18:22 372次 阅读
五菱汽车公布了宏光MINI EV纪念款车型的外观图

比亚迪安徽新能源动力电池生产基地正式开工

电车汇消息:1月18日,作为安徽省“六稳”重大项目之一的比亚迪新能源动力电池生产基地项目开工动员会在....
的头像 Les 发表于 01-22 18:18 324次 阅读
比亚迪安徽新能源动力电池生产基地正式开工

邀请特斯建厂是“引狼入室”吗

世界首富易主,埃隆马斯克登顶。 因为特斯拉的股票大涨,马斯克的净资产超过1850亿美元,成为世界首富....
的头像 Les 发表于 01-22 17:38 216次 阅读
邀请特斯建厂是“引狼入室”吗

比亚迪再融资近300亿港元 加大对新能源汽车业务的布局

电车汇消息:1月21日,比亚迪发布公告称将配售1.33亿股新H股,配售所得款项总额预计约为299.2....
的头像 Les 发表于 01-22 17:19 272次 阅读
比亚迪再融资近300亿港元 加大对新能源汽车业务的布局

纯电动汽车续航掉电快是为什么

凛冬已至,随着气温逐渐降低到零下,电动汽车在冬季的行驶能耗不断上升,直接导致掉电极快。此前中汽研发布的一组数据显示,当室...
发表于 01-22 06:51 0次 阅读
纯电动汽车续航掉电快是为什么

电池堆栈监控器可以提高混合动力汽车和电动汽车的锂离子电池性能

电池堆栈监控器大幅提高混合动力汽车和电动汽车的锂离子电池性能 ...
发表于 01-21 06:13 0次 阅读
电池堆栈监控器可以提高混合动力汽车和电动汽车的锂离子电池性能

电动汽车的未来

电动汽车变革进行时,芯片IP供应商扮演着怎样的角色?...
发表于 01-13 06:25 0次 阅读
电动汽车的未来

电动汽车数字仪表盘介绍

电动汽车数字仪表盘背后的秘密
发表于 12-17 07:27 101次 阅读
电动汽车数字仪表盘介绍

锂电材料截面制样-氩离子抛光CP离子研磨 金鉴实验室分享(下)

锂电池正极片氩离子抛光(CP离子研磨)制样后效果图 (正极片氩离子抛光制样后效果图-如上图所示-金鉴实验室罗工提供) ...
发表于 12-16 15:47 707次 阅读
锂电材料截面制样-氩离子抛光CP离子研磨 金鉴实验室分享(下)

锂电材料截面制样-氩离子抛光CP离子研磨 金鉴实验室分享(上)

项目:锂电池电极材料薄片的氩离子抛光截面制样:通过氩离子抛光截面制样可以观察到锂电池正/负电极材料极片的内部结构。 测试...
发表于 12-16 15:39 707次 阅读
锂电材料截面制样-氩离子抛光CP离子研磨 金鉴实验室分享(上)

电动汽车电池方面需要考虑哪些因素?

  机械   在汽车工业中,由于车轮的不断运动,以及汽车可能接触到的不平表面,所产生的应力和影响是非常严重的。因此,电池...
发表于 12-10 15:28 101次 阅读
电动汽车电池方面需要考虑哪些因素?

基于锂离子电池的过充保护方案

锂离子电池又称为聚合物电池,与NiMH或NiCd 电池比较,具有单位体积的电能容量大、密度大、转换效率高、可快速充电、体积小...
发表于 11-04 06:37 0次 阅读
基于锂离子电池的过充保护方案

锂离子电池主要有哪些类型

  锂离子电池主要有哪些类型   1、根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池(简称LIB)和聚...
发表于 11-03 15:41 101次 阅读
锂离子电池主要有哪些类型

一文解析高效锂离子电池化成测试

随着、个人产品和电网系统的日益普及,人们对锂离子(Li-ion)电池的需求正以指数级增长。随着消费者需求的增长,对高精度电池化...
发表于 11-03 07:17 101次 阅读
一文解析高效锂离子电池化成测试