隨著三元材料在動(dòng)力領(lǐng)域安全性逐步成熟，以及消費(fèi)市場(chǎng)有關(guān)續(xù)航里程的需求提升，在能量密度上具有顯著優(yōu)勢(shì)的高鎳三元材料電池被市場(chǎng)普遍看好，成為眾多動(dòng)力鋰離子電池公司的研究熱點(diǎn)。

了解到，目前包括力神、比克、波士頓、寧德時(shí)代等大型動(dòng)力鋰離子電池公司都將高鎳三元材料電池作為下一代動(dòng)力鋰離子電池的研發(fā)目標(biāo)，但目前基本仍處于研發(fā)測(cè)試階段還未批量生產(chǎn)，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還存在一定的距離。

業(yè)內(nèi)人士指出，高鎳三元材料電池的安全性受正極材料制備、制造環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)備、電芯制造工藝等多重因素影響。其中，高鎳三元正極材料的不成熟和高鎳三元電池制造工藝技術(shù)尚未突破是阻礙其產(chǎn)業(yè)化的重要原因。

高鎳三元材料產(chǎn)品性能有待提升

高能量密度動(dòng)力鋰離子電池的市場(chǎng)需求帶動(dòng)了眾多正極材料公司對(duì)高鎳三元材料的研公布局。然而由于高鎳三元材料的研發(fā)制備存在較高的行業(yè)技術(shù)壁壘，國(guó)產(chǎn)高鎳三元材料仍無法滿足高鎳三元電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的需求。

“公司已經(jīng)在高鎳三元電池領(lǐng)域進(jìn)行了多年研發(fā)，但產(chǎn)品還處于測(cè)試階段尚未量產(chǎn)。”天津力神電池股份有限公司副總工程師蘇金然對(duì)表示，高鎳三元電池的研發(fā)依賴于高鎳三元正極材料的研發(fā)生產(chǎn)，目前國(guó)產(chǎn)高鎳三元正極材料的安全性和穩(wěn)定性都有待提升，因此高鎳三元電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還要一定的時(shí)間。

目前國(guó)內(nèi)三元材料市場(chǎng)上較為主流的是NCM523和111型，更高一級(jí)的NCM622型也開始在動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域批量應(yīng)用。但是真正意義上的NCM811型和NCA高鎳三元材料卻還處于研發(fā)測(cè)試階段，尚未獲得動(dòng)力鋰離子電池公司的認(rèn)可，離大批量生產(chǎn)應(yīng)用還存在一定的距離。

高工產(chǎn)業(yè)鋰電研究所(GGII)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，高鎳三元材料的占比持續(xù)上升，2016年國(guó)內(nèi)NCM622、NCA型在三元材料總產(chǎn)量的占比超過5%，當(dāng)前國(guó)內(nèi)三元材料仍超過75%為NCM523。(含容量型和倍率型)

“國(guó)內(nèi)也有多家正極材料公司在布局NCM811型，但重要還處于測(cè)試階段，進(jìn)入電池供應(yīng)鏈要一段時(shí)間。”北京當(dāng)升材料科技股份有限公司副總經(jīng)理王曉明對(duì)表示，高鎳三元材料擁有很高的技術(shù)壁壘，從研發(fā)生產(chǎn)到大批量應(yīng)用要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的測(cè)試周期。

目前當(dāng)升科技（300073）的三元正極材料供不應(yīng)求正在擴(kuò)產(chǎn)，NCM622已經(jīng)開始陸續(xù)投產(chǎn)，正在加速推進(jìn)NCM811型的研發(fā)生產(chǎn)。

據(jù)了解，目前高鎳三元正極材料的成熟制備技術(shù)和批量生產(chǎn)量力重要掌握在日本住友、戶田工業(yè)、ECOPRO等幾家日韓公司手中，國(guó)內(nèi)高端高鎳三元材料重要依賴進(jìn)口。

業(yè)內(nèi)人士指出，三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池能量密度、降低材料成本等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，但安全性和穩(wěn)定性問題卻較為突出。

由于高鎳三元正極材料的技術(shù)壁壘較高，在制備工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)境等方面的要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通三元材料，國(guó)產(chǎn)高鎳三元材料走向成熟還需克服多項(xiàng)技術(shù)難題。

一方面，高鎳三元材料在前驅(qū)體燒結(jié)和材料生產(chǎn)環(huán)境方面的要求都較為苛刻，產(chǎn)品在存儲(chǔ)使用過程中容易吸潮成果凍狀，不易調(diào)漿和極片涂布。因此正極材料公司對(duì)窯爐設(shè)備等生產(chǎn)設(shè)備的各項(xiàng)性能要求都比較高，但目前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備還無法完全滿足高鎳三元材料的制備要求。

另一方面，高鎳三元材料的研發(fā)制備和批量生產(chǎn)也對(duì)正極材料公司在技術(shù)創(chuàng)新、工藝升級(jí)、資金投入和市場(chǎng)開拓等方面也出現(xiàn)了巨大壓力，這也意味只有少數(shù)實(shí)力雄厚的正極材料公司有能力在該領(lǐng)域展開競(jìng)爭(zhēng)。

制造工藝短板突破困難

要注意的是，盡管高鎳三元正極材料瓶頸可以通過進(jìn)口暫時(shí)解決，但高鎳三元電池制造工藝技術(shù)尚未突破依然是阻礙高鎳三元電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

“高鎳三元電池的產(chǎn)業(yè)化并不僅僅取決于正極材料的突破，其它材料的合理搭配、電池制造工藝和包覆工藝升級(jí)、電池的安全性和一致性問題解決等都有很大的影響。”北京波士頓電池技術(shù)有限公司高級(jí)總監(jiān)馬俊峰指出，高鎳三元材料電池的制備工藝難度較大，這對(duì)動(dòng)力鋰離子電池公司的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)線改造提出了很高的要求。

馬俊峰表示，北京波士頓在三元鋰離子電池領(lǐng)域擁有核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在高鎳三元電池方面也進(jìn)行了多年研公布局，目前正處于中試階段還未量產(chǎn)。

“高鎳三元電池的制造對(duì)水分比較敏感，目前還沒有完全成熟可靠的解決方法。”深圳市比克電池有限公司副總裁林建表示，盡管目前高鎳三元材料電池尚無法大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但在未來將會(huì)成為電池技術(shù)路線的主流而擁有廣闊的市場(chǎng)。目前比克的高鎳三元材料電池已經(jīng)接近量產(chǎn)。

業(yè)內(nèi)人士表示，盡管目前高鎳三元材料電池還無法大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用，但隨著電池公司制造工藝和高鎳三元材料的瓶頸突破，未來2-3年業(yè)內(nèi)將會(huì)實(shí)現(xiàn)高鎳三元材料電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

屆時(shí)，在高鎳三元電池領(lǐng)域率先進(jìn)行研發(fā)積累的動(dòng)力鋰離子電池公司將占據(jù)先機(jī)，獲得更多競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。