NCM90问世在即,但SKI不一定是第一家。

今早刚看到消息说ES6在6月份交付了413辆,还挺让人期待的,毕竟是第一批搭载宁德NCM811电池的量产车型。 目前,在这场电池领域的奥林匹克中国似乎暂时领先了,但紧接着在Push EV又发现说SK Innovation宣布计划2022年推出NCM90的消息 ……

电池的化学配方基本上是个技术(艺术)活,在每个领域都没有最好的化学配方公式。 为了获得一款合适的电池,基本就是在能量密度、功率密度、安全性、循环寿命和成本方面做出平衡。

就电池技术最重要的部分正极材料来说,让我们比较一些当下主流的不同配方的动力电池的特性。

钛酸锂(LTO能量密度: ★(1/5) 功率密度: ★★★★★(5/5) 循环寿命: ★★★★★(5/5) 安全性: ★★★★★(5/5) 成本: ★(1/5)

磷酸铁锂(LFP能量密度: ★★(2/5) 功率密度: ★★★★(4/5) 循环寿命: ★★★★(4/5) 安全性: ★★★★★(5/5) 成本: ★★★★(4/5)

镍钴铝(NCA能量密度: ★★★★★(5/5) 功率密度: ★★★(3/5) 循环寿命: ★★★(3/5) 安全性: ★★(2/5) 成本: ★★★★★(5/5)

镍钴锰(NCM111能量密度: ★★★(3/5) 功率密度: ★★★(3/5) 循环寿命: ★★★★(4/5) 安全性: ★★★★(4/5) 成本: ★★★(3/5)

镍钴锰(NCM523能量密度: ★★★★(4/5) 功率密度: ★★★(3/5) 循环寿命: ★★★(3/5) 安全性: ★★★(3/5) 成本: ★★★★(4/5)

镍钴锰(NCM622能量密度: ★★★★(4/5) 功率密度: ★★★(3/5) 循环寿命: ★★★(3/5) 安全性: ★★★(3/5) 成本: ★★★★(4/5)

镍钴锰(NCM811能量密度: ★★★★★(5/5) 功率密度: ★★(2/5) 循环寿命: ★★(2/5) 安全性: ★★(2/5) 成本: ★★★★(5/5)

LTO和LFP仅适合需要真正快充(5-10C)的使用场景,例如电动公交。 大家都知道特斯拉使用的是NCA,但基本所有其它主机厂使用的都是NCM。

最近NCM正极材料的努力方向一直集中在提高能量密度和降低成本上,但随之而来的代价就是要牺牲掉部分功率密度、循环寿命和安全性。 但通过加大电池容量可以弥补降功率密度和循环寿命的亏损问题。 至于安全性方面,就需要更精密的BMS和TMS了。

在NCM电池中,降低成本并同时增加能量密度的通用公式是通过采用更多的镍而相应减少钴的含量,在石墨负极添加少量硅也有助于提高能量密度,但代价是降低循环寿命。 总而言之,这些始终都是彼此之间的平衡艺术。

今年是NCM811正式商用化的元年,而宁德时代似乎先胜了一局,是第一家将NCM811批量交付给客户的电池供应商,蔚来的ES6已经开始批量交付。 但其它电池巨头们也正在玩儿命追赶。
比亚迪是另一家宣布今年推出NCM811的公司,远景AESC的目标是在2020年开始生产811。

韩国供应商们一两年前搞的声势很大,但今年看了结果却有些让人失望。 SKI现阶段说计划明年初推出NCM811,而LG化学押宝在软包的NCM712。 三星SDI有点落后,目前希望在2021年开始生产811。

很明显,NCM811短期内是电动车的未来。 它具有更高的能量密度、成本更低,是长续航和具有成本优势的电动车的首选。 但动力电池似乎也遵循着类似摩尔定律的演进速度,811可能也面临着被迭代掉……

SKI刚刚透露说2022年将推出NCM90(NCM9.5.5),希望借此彻底解决续航焦虑。 正如其名,NCM90正极配方是由90%的镍、5%的钴和5%的锰构成。 它进一步降低了钴的含量,最贵且有毒的材料。

* 参考下近一年钴和镍的原材料价格:

下图显示了不同NCM正极电芯在非常高的充电电压下的循环寿命。 不要被电量的衰减程度感到吃惊,这么高的电压通常只有在手机上才比较常见。 电动车对电池的保护程度很高,并限制在较低的电压下。 例如,日产Leaf最大充电电压限制为4.2V。 其它车型的电池电压甚至更低,为的就是减少电池的衰减程度。

该文章的作者提到“NCM622(4.5V)和NCM-811(4.3V)在0.5C时具有相似的200mAh g-1初始放电容量,100次循环后容量保持率为93%。 ”此外,NCM622具有更高的结构稳定性。

然而,即使NCM622更安全,当限制在4.5V时,其循环寿命和容量与4.3V时的NCM811相似。 对于电动车来说,为了降低钴的成本,采用后者当然是理想选择。 请记住,电池技术总是存在平衡问题的,现在的重点是降低电动车的规模化的成本。

现在这个NCM90听起来很不错,但它可能尚未准备好取代811。

当在0.5C、2.7和4.3V之间循环时,NCM90在100次循环后电池容量为90%。 因此,在这些条件下,具有600㎞续航的电动车在跑了57,000㎞((600 + 540)/2×100)后续航将降低为540㎞。 当然,还好现实环境中没有哪个电动车的电池是要面临这种极端条件。

大家可能更想看看NCM90在2.8和4.1V之间循环时的表现如何,根据合理推测循环寿命比100次循环后仅90%的容量要好得多。 它必须足够好,以满足8年(或16万㎞)内最低电量70%的标准电池保修期限。

所以,在我们所期待的完全无钴电池之前,NCM90看起来是实现用于电动车规模化的必要步骤。

无论如何,SKI是第一家宣布NCM90电池的电池供应商,但他们真的能否成为第一家让产品落地的公司还很值得怀疑。 前不久,听一些电池行业的朋友们说国内已经有企业快要推出NCM90了。

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