三元高鎳電池成動力電池發展趨勢發熱快問題待解決

　　隨著新能源汽車的發展加速，對于動力電池的需求量也在加大，這樣引起了電池材料的價格增速加快，其中鈷為代表的電池主要材料價格增速最快。動力電池散熱專家稱鈷價格的快速上漲除了受到用量的加大，還受制于鈷礦資源的供不應求。

　　能量密度要求越來越高 高鎳成為必然

　　鈷在整個電池成本中僅占10%左右，但隨著鈷元素供需失衡，電池產能擴大，使許多企業對成本難以負擔。而從能量密度來看，NCM523（鎳鈷錳比例為5:2:3）能量密度最高為200Wh/Kg，而NCM622和NCA811最高分別可達230Wh/Kg和280Wh/Kg以上。可見高鎳正極材料在能量密度上有明顯的優勢。隨著能量密度要求的提升以及消費者對續航里程的延長，三元正極材料技術路線在不久的將來必然會向NCM622和NCM811轉移。

　　受到國家政策要求2020年能量密度300Wh/kg目標的影響，國內主流動力電池企業紛紛拋出了自己的三元電池研發目標規劃，其中電池中用高鎳三元正極材料占比較大。國內電池巨頭比亞迪旗下三元電池希望在2018年可以做到240Wh/kg，2020年可以做到300Wh/kg，正極會采用高鎳三元材料。國軒高科2020年能量密度目標是300-350Wh/kg，同樣采用高鎳三元正極材料。億緯鋰能負責人表示，高鎳型NCA（鎳鈷鋁）、NCM622和NCM811是三元動力電池是公司最主要的發展方向，公司已完成NCM622型三元動力電池規劃。

　　而據動力電池散熱專家了解到，寧德時代在材料上也會逐步由磷酸鐵鋰/石墨到三元、再到高鎳三元/硅碳、最后到固態鋰和空氣金屬電池演進，寧德時代在未來將致力于高鎳三元/硅碳電池研發，努力在2020前實現350Wh/kg的目標。

　　高鎳電池安全性問題還有待解決 散熱技術有待突破

　　動力電池散熱專家稱，從材料的特性來看，三元材料中鎳含量越高，則電池能量密度越高，但是穩定性越差，安全性也越差，業內人士指出，高鎳三元材料電池對制造環境、生產設備、電芯制造工藝等方面也提出了更高的要求，雖然業內發展高鎳電池材料的“調子”已定，為了在保持其高比能量的同時，兼顧循環壽命和安全性，國內材料和電池企業還在苦心鉆研。

　　另外三元高鎳正極材料容易發熱，可以通過材料改性優化、表面包覆、調整電解液和負極材料等方式來逐步解決，動力電池包散熱設計、工藝上都要配合高鎳電池容易發熱的特。解決發熱問題還可以從材料性方面進行，在三元材料晶格中摻雜一些金屬離子和非金屬離子，如添加21號元素“鈧”，包括日亞化學等企業，通過這種方式解決了高鎳電池的發熱問題。

　　在材料表面包覆技術上也需要進行技術改進，使用厚度合適的金屬化合物、鋰鹽或者某些單質，也能夠使活性物質與電解液有物理隔離，減少副反應的發生，抑制過渡金屬離子在電解液中的溶解，具有一定機械強度的非活性包覆層，還可在長期循環過程中減緩電極材料結構的坍塌，有效提高三元材料結構的穩定性。

　　動力電池散熱技術人員還認為，采取添加劑優化電解液，可以有效地促進電極材料表面上形成高質量的表面保護膜，同時可抑制電解液的氧化分解，據了解，比亞迪目前正加強這方面的研發。其實除了安全性以外，高鎳電池還有包括穩定性、熱管理系統、供應體系重塑等問題需要解決，目前，國內有企業已經開發出NCM811材料，但距實際應用還有不少差距。

　　“在電池之外電池包之內加強散熱，也不失為解決動力電池散熱的一種可行方式。也對于提升動力電池的安全性有很好輔助作用。”文軒熱能的動力電池熱管理技術人員稱。