動力電池究竟要“續航” 還是要“安全”

　　現如今將純電動汽車續航里程的長短，作為評判一輛車好壞的前提似乎是一件再正常不過的事情，很多車企也經常用本款車型續航里程高達500公里，超越國內一眾競爭對手的宣傳來吸引消費者的目光。不可否認，對于大多數消費者而言，續航里程的提升可以很好的減少甚至消除“里程焦慮”，但伴隨而來的安全問題同樣值得消費者思考和關注。

　　1.被迫進入811時代

　　隨著補貼政策的進一步收緊，政府對電池能量密度及續航里程提出了更高的要求。2018年年初，四部委發布《關于調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》(以下簡稱《通知》)。《通知》要求，2018年補貼系數與能量密度掛鉤。乘用車想要拿到最高倍補貼系統能量密度需＞140Wh/kg；非快充類純電動客車要獲最高補貼同樣需要＞140Wh/kg。

　　到2019年，調整后的《通知》顯示，可享受1倍補貼車型裝備的電池能量密度限制需不低于160Wh/kg，且這一限值在2020年將達到260Wh/kg。一邊是消費者的需求一邊是政策的要求，如何提高動力電池的能量密度便成了近幾年最熱門的話題，再加上因鎳鈷鋁NCA電池技術壁壘高，且日企壟斷了NCA的材料市場，中國電池制造商在綜合技術條件、工藝、成本等多重因素下，大多只能選擇鎳鈷錳NCM的路線。

　　按照鎳、鈷、錳三者用量比例不同，鎳鈷錳三元鋰電池具體可細分為111型、523型、622型和811型等，現在市場上多以523和622型為主，單體能量密度在200Wh/kg。而811電池則一舉突破300Wh/kg，相當于將能量密度提升了近50%，使得NCM811電池成為了多家中國電池制造商的最佳選擇。

　　因此2018年也被稱為是中國電池的811元年。在那一年的5月，比克電池率先宣布3.0Ah圓柱18650電池NCM811的量產下線。隨后鵬輝能源也對外透露，公司NCM811材料的2.8Ah、3.0Ah圓柱18650電池已量產。當然除了比克和鵬輝能源宣稱具備量產能力外，國內有數家電池廠也都在去年對外公布了高鎳811的未來布局。

　　在這其中，動力電池的兩大巨頭寧德時代和比亞迪的動作并不算快，寧德時代在今年實現了量產并裝車，但比亞迪的最終量產及應用時間目前仍未公布。不過寧德時代雖不是最早布局并量產811電池的企業，但卻是第一個將811電池裝車的電池廠，而第一款搭載811電池并上市的車型便是寧德時代最早的合作伙伴寶馬于今年3月上市的X1 PHEV。

　　2. 811的優勢與劣勢

　　那么到底何為811電池？除了能量密度高以外，它又有哪些優劣勢？NCM811，即正極材料為鎳鈷錳，同時含量比例為80%：10%：10%的三元鋰電池，因鎳在鋰離子電池內的主要作用就是拉高克容量，讓電池的能量密度更高，所以811電池也就成為了目前能量密度最高的鋰電池。

　　但鎳也是金屬活性高的元素，因此它的比重越大電池的安全性就越低。主要表現形式就是循環充電的容量損失和高溫環境容量加速衰減，長此以往，811電池的使用壽命便會下降，因熱失控導致的自燃風險也將顯著上升。

　　其次，鈷作為三元鋰電池的關鍵材料，既可提高電池的穩定性又可增加電池的循環壽命，對三元鋰電池起著至關重要的作用。但在811電池中，鈷的比重卻只占到了10%，安全隱患不容小覷。

　　不過鈷的價格是三種元素中最貴的，而且三元鋰電池市場經過近幾年的開拓，鋰、鈷等金屬資源吃緊，尤其是金屬鈷，其成交價格更是從2016年的25.5-28萬元/噸漲到2017年年終的53.4萬元/噸，暴漲97.8%，而鎳的成交價格一直也就在10萬元人民幣/噸上下徘徊，錳的出廠價就更低了，基本只需1.3萬元人民幣/噸。可見811路線提升鎳降低鈷的含量，除了能最大程度的增加能量密度外，還能有效降低成本。

　　據悉，采用811材料生產的三元電芯，單位成本可相比523電芯下降約7%，核算成電池包成本后，綜合單位Wh成本下降幅度可達8%以上。

　　值得一提的是，特斯拉在2013年推出的第一款車采用的就是松下研發的鎳鈷鋁80%：15%：5%的三元鋰電池，而當時中國新能源汽車普遍都在使用磷酸鐵鋰電池，這也就是為什么特斯拉的續航里程在多年來都能保持絕對領先地位的原因。

　　3.安全性如何提升？

　　這樣看來，811電池的優缺點都非常明顯，以至于輿論對它也呈現了兩種不同的聲音。一種認為811電池是目前能量密度最高的電池，純電動汽車想要突破500公里、600公里甚至更高的續航瓶頸，發展811是不二法門；另一種則認為，當前的電池包防護技術還不足以保證811這種熱穩定性較差電池的安全性，電池廠和主機廠全力以赴811并不明智。那難道就沒有辦法解決這個問題了嗎？

　　中國科學院院士、中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高曾就高鎳動力電池的安全問題進行過詳盡的分析，他認為提高高鎳電池的安全性目前主要有三個技術途徑。

　　首先需對電池包和正極材料進行進一步的研究。例如用單晶顆粒來替代多晶的正極材料，電池的熱穩定性和安全性就都能得到一定的改善。

　　其次，對熱蔓延進行阻隔，即在主導傳熱的路徑上加隔熱材料，形成“防火墻”的效果。而這種技術已經在使用811電池的寶馬X1 PHEV上有所應用。

　　最后就是對熱失控的管理。目前寧德時代在這方面已經可以實現提前15分鐘將可能引發熱失控的內短路預警出來。

　　做到以上這些，也許811電池的安全性和耐用性就可實現巨幅提升。但就目前的現狀而言，811電池顯然還未達到最為成熟的狀態，對其過快投放市場的行為消費者除了擔憂也會進一步打消購買純電動汽車的熱情，長遠來看這并不是筆劃算的買賣。

　　轉自：搜狐汽車

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