鉅大LARGE | 點擊量：1144次 | 2019年11月24日
NCM811商業化加速硅碳負極拖后腿
NCM811電池已經量產應用，但高鎳正極+硅碳負極體系的NCM811電池還在產業化道路上緩慢前行。
2019年，包括寶馬X1xDrive25LePHEV、廣汽AionS、蔚來ES6、吉利幾何A、小鵬P7、合眾U、金康SF5、廣汽AionLX等一批新車型陸續上市。上述車型都有一個共同特點都是搭載了NCM811電池，電池系統能量密度和續航里程大幅提升。
值得注意的是，上述車型搭載的都是寧德時代量產的高鎳+石墨體系的第一代NCM811電池。第二代高鎳+硅碳體系的NCM811電池還在開發過程中，距離真正的量產上市還存在較長的距離。其它電池企業的NCM811電池主要還處于研發測試階段。
這表明，高鎳三元電池在產品安全性和可靠性方面的問題還有待解決，主要問題是硅碳負極材料產業化受阻。
高工鋰電了解到，2019年硅碳負極材料在動力市場明顯遇冷，上半年總出貨量大約在900-1500噸，主要應用在電動工具、3C數碼等小電池領域，動力電池領域的應用可忽略不計。
電池企業表示，硅碳負極在動力電池上應用時循環壽命低和容易發生膨脹的致命問題依然沒有得到解決，目前還無法在電動汽車上成熟應用。
一方面，新補貼政策并沒有進一步提高電池系統能量密度低技術指標，主機廠在開發新產品時不再以能量密度為導向，而是根據市場需求開發更具性價比的車型，因此對進一步提高能量密度大需求并不迫切。
另一方面，補貼大幅退坡和市場競爭激烈倒逼主機廠和電池廠積極將成本，但硅碳負極相比傳統石磨類材負極格高出數倍，不利于動力電池成本低進一步降低。
與此同時，當前電池企業研發的高鎳正極+硅碳負極體系的NCM811電池循環壽命普遍在500次以下，與當前主流的磷酸鐵鋰電池2000次循環和NCM523電池1000次以上循環差距甚遠。
此外，硅碳負極相匹配的高電壓電解液缺失以及電池企業制造工藝不達標也是阻礙高鎳+硅碳NCM811電池商業化應用的重要原因。
當前，在高鎳正極方面，包括當升科技、巴莫科技、容百科技等多家正極企業已經在2019年實現規模化量產供貨，且市場需求量持續提升。但在硅碳負極方面，當前國內絕大多數負極企業仍處于研發中試階段，尚未解決膨脹和庫倫效率低等問題。
從當前市場情況來看，高端新能源乘用車換裝NCM811電池趨勢明顯，NCM811電池市場占比快速提升，但還需進一步提升產品安全性。
下面就來看看本周動力電池產業又有哪些新技術和新應用。
1、空客聯手比亞迪研發電動飛機鋰電池
外媒報道稱，在中國新開設的空客中國創新中心（ACIC）電池實驗室正尋求新技術，為新一代電動飛行器提供動力。
該實驗室于2019年8月開放，不僅將利用深圳豐富的電池技術生態系統，還將利用中國和亞洲的生態系統，測試應用于電力推進系統、電氣系統等廣泛領域的電池。
ACIC電池實驗室除了會進行電池安全性和耐久性測試之外，還致力于為存在已久的電池難題尋找解決方案。為了研發能夠用于商用特種領域的新型電池解決方案，ACIC團隊將與包括比亞迪在內的深圳本地電池企業進行合作。
2、阿貢實驗室研發新型電解質改善硅負極循環壽命
外媒報道稱，美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室的研究人員開發出一種新型電解質混合物和添加劑，可以可使硅負極具有更高的表面穩定性和整體穩定性，從而改善鋰電池的循環壽命。
阿貢國家實驗室的研究人員研發了一種新型電解質混合物和添加劑，包含幾種雙電荷或三電荷金屬陽離子（Mg2+，Ca2+，Zn2+或Al3+）中的任何一種。這些增強的電解質混合物，統稱為“MESA”（代表硅陽極的混合鹽電解質）。
在電池中測試的四種金屬鹽中，添加的帶有鎂（Mg2+）或鈣（Ca2+）陽離子的電解質鹽被證明在數百次充放電循環中效果最好。這些電池的能量密度比石墨鋰電池高出50％。
3、GS湯淺開發新型硅電極制造固態電池
外媒報道稱，GS湯淺開發了一種硅金屬電極，這種可以帶來更高的能量密度和更長的使用壽命。與現有的鋰電池相比，其能量密度可以增加兩倍。
GS湯淺宣布，它已經提高了金屬硅電極電池的庫侖效率和循環性能，主要方法是找到硅金屬的最佳粒徑和電極結構，以及使用多種不同的導電添加劑。
GS湯淺表示，這種極具前途的硅金屬電極可以用于開發固態電池，為電動汽車提供三倍能源。現在需要進一步改善該材料的循環穩定性，計劃在2025年在電動汽車電池中大規模使用硅金屬電極。
