編前:在連續3輛配裝寧德時代NCM 811高比能量電池的廣汽新能源Aion S發生自燃事故之后,NCM811電池迅速成為相關企業、消費者及媒體輿論高度關注的熱點。雖然寧德時代表示,尚無召回計劃,但相關車主已經坐臥不安;雖然事故原因尚未查明,但對電池的質疑聲已經悄然四起;雖然寧德時代聲明并未放棄NCM811,但股價已經聞聲震動。一塊NCM811電池,已經引發了新能源汽車市場的蝴蝶效應。
NCM811成熟度待考
在NCM811深陷自燃風波之后,有關寧德時代徹底放棄NCM811的傳聞甚囂塵上,并因此導致寧德時代股票單日出現近9%的跌幅。盡管寧德時代公開聲明:“寧德時代不會放棄NCM811技術路線,NCM811電池是影響產業地位與發展的關鍵戰略制高點,也將是中國電池制造產業不斷探索、創新、優化升級的主要技術方向之一。”但是,NCM811到底行不行還是引發了業內廣泛的討論,甚至已經超過對自燃事故本身的關注。
NCM是三元鋰電池正極材料所含元素的縮寫,N、C、M分別指代鎳、鈷和錳。NCM811,即正極材料中鎳鈷錳的含量比例為8∶1∶1的三元鋰電池。相比NCM111、442、532和622,NCM811的鎳含量更高,因此具備更高的比能量,是目前市場中已經量產的能量密度比最高的電池。以寧德時代為例,其生產的NCM811電池單體能量密度達到245Wh/kg,相應的系統能量密度可達180Wh/kg,而NCM523單體能量密度在180Wh/kg~220Wh/kg,系統能量密度普遍在140Wh/kg~160Wh/kg。
目前,國內的國軒高科、比克動力、力神電池、遠景AESC、蜂巢能源、塔菲爾、萬向一二三、億緯鋰能、孚能科技、比亞迪、桑頓新能源、遠東福斯特、鵬輝能源、卡耐新能源,國外的LG化學、SKI、三星SDI等電池企業都已經在NCM811有所布局,大多有量產產品。不難看出,NCM811是動力電池企業公認的發展技術路線。正如一位動力電池企業相關負責人所言:“提高電池能量密度是電池人的宿命,做電池就是要體積質量越小越好,能量密度越高越好。”
不同的是,寧德時代是目前市場中已經大規模量產NCM811且占據絕大部分市場份額的企業,包括寶馬X1 xDrive25Le PHEV(插混)、廣汽Aion S、蔚來NIO ES6、吉利幾何A、廣汽Aion LX、小鵬P7、合眾U、金康SF5等新車型,都采用了寧德時代NCM 811電池。這些企業無不將寧德時代NCM811電池帶來的長續駛里程作為重要的賣點。反觀其他動力電池企業,采取的是相對保守的策略,目前主打的仍然是NCM 523電池。
與NCM523相比,NCM811并不是真正成熟的產品。電池百人會理事長于清教在接受《中國汽車報》采訪時直言:“一些車企在推出的主流車型上雖然都配備了NCM811電池,但電池中高活性的鎳元素比重大,熱穩定性差,容易帶來安全問題,目前NCM811的技術整體上還不夠成熟,其發展仍需跨過安全關。”
商業化應用或冒進
截至目前,廣汽新能源3輛AionS自燃事故的調查結果尚未公布,到底是哪個環節出現的問題還不得而知。不過可以確認的一點是,產品大概率存在質量缺陷問題。不管是NCM811電池本身的問題,還是整車裝配過程中的問題,都可能和驗證不夠有關系。
“新能源汽車發生自燃事故,很多時候是因為產品驗證不夠,一味求快就推向了市場。”一位行業觀察人士表示,“原因是多方面的,首先是政策導向問題,長期以來財政補貼政策鼓勵高能量密度,補貼門檻幾乎每年都在提高,使得電池的系統能量密度從100Wh/kg一直提高到現在的180Wh/kg,企業只能更快地進行產品更迭;其次是市場需求導向,消費者覺得續駛里程長了,里程焦慮就會被緩解,所以市場更青睞長續駛里程的產品;最后則是市場競爭的問題,誰先掌握最新的技術,誰就可能更快地占領市場。這就很容易把不成熟的技術過快地進行商業化、產品化。”
“中國市場試錯成本比較低,對比外資企業,情況就有明顯的不同,產品一定是經過充分的驗證之后,確保安全才進行商業化。比如寶馬X1 xDrive25Le PHEV,雖然也采用寧德時代的NCM811電池,但為了保障安全,并沒有過于提升系統能量密度并進行了更多的安全防護設計。”上述行業觀察人士表示,“安全問題是技術問題,也關乎企業責任。開發高能量密度的產品,必須把安全的底限守住,實驗室開發出來的產品距離商業化應用,往往有很長一段距離。”
“很大程度上,并不是動力電池企業冒進,而是來自整車企業的壓力。”一位不愿具名的動力電池企業相關負責人表示,“能量密度的提升和熱穩定性、充電循環壽命等安全指標的提升本身就是一個矛盾體,要想實現兩全其美,就意味著必須付出更多的成本來保證安全,如高鎳材料對環境濕度控制的要求更高,這會帶來制造成本的上升。但整車企業一方面要求提升電池的性能,另一方面要求足夠低的成本。動力電池企業在被逼無奈之下更容易劍走偏鋒。”
市場短期已受影響
事實上,在接連3起自燃事故發生前,已經有一些整車企業開始選擇使用改良之后的NCM523電池,又稱高壓5系電池。據了解,高壓5系電池通過提升鎳含量,提升單體電壓,實現提升能量密度。例如,目前寧德時代的高壓5系電池單體能量密度能達到240Wh/kg左右,甚至已經超越NCM811的能量密度。此外,通過大模組或CTP方式,高壓5系電池系統能量密度也可以做到180Wh/kg。
以7月開啟預售的榮威R ER6為例,其首次運用創新性大模組電池方案,同樣配裝NCM523電芯,電池包能量密度已經達到180Wh/kg,NEDC續駛里程達到620km,整體表現不輸于NCM811。8月初上市的幾何C,其配裝的也是寧德時代高壓5系電池,單體電壓為3.67V,系統能量密度達到183Wh/kg,NEDC續駛里程達到550km。
整車企業出現這種轉向的主要原因并不是因為安全隱患,而是NCM523在性能提升之后凸顯的成本優勢。一位電池企業技術工程師分析認為,NCM811材料受其高鎳含量、表面殘堿高、熱穩定性差等因素的制約,對正極材料生產廠家及電池企業的生產制造環境及技術水平要求很高,成本的增加在一定程度上限制了高鎳材料的大規模商業化。
在3起自燃事故發生之后,NCM811在短期之內受到較多不利影響。在于清教看來,受安全事故多發影響,廣汽、吉利、上汽等在新車型配備動力電池選擇上都嘗試避開NCM811,這對未來NCM811裝機份額的確有一定影響。但從日韓及國內頭部電池企業的研發動向來看,高能量密度的發展趨勢不會改變,NCM811的市場滲透率有可能降低,但不會退出市場,對于材料體系的選擇,還是以市場為導向。
有分析人士認為,出于對更高能量密度的追求,高鎳材料仍是未來的趨勢,如果想實現更長的續駛里程,比如600km以上,NCM811電池仍然是剛需,且在安全設計上仍然有提升的空間。
責任編輯: 李穎