Introducción de la batería ternaria de alto níquel
En la actualidad, la ruta de desarrollo de las baterías de litio de potencia está experimentando un cambio.
Antes de 2017, el mercado eligió las baterías de fosfato de hierro y litio como la tecnología principal, y los requisitos de los vehículos de nueva energía para la densidad de energía de la batería son un proceso de mejora continua, y la industria continuará cambiando y eligiendo en consecuencia.
El límite superior de la densidad de energía de las baterías de fosfato de hierro y litio es de aproximadamente 160Wh / kg. La industria espera que para 2020, el estándar de densidad de energía de las baterías de potencia alcance más de 300Wh / kg, lo que es difícil de lograr para las baterías de fosfato de hierro y litio.
Por otro lado, a nivel técnico actual, la densidad de energía media real de las baterías ternarias puede alcanzar entre 180-190Wh / kg, y también hay un gran margen de mejora en el futuro.
La política también está aumentando. En febrero de este año, cuatro ministerios, entre ellos el Ministerio de Finanzas, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, el Ministerio de Ciencia y Tecnología y la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, emitieron un documento para ajustar la política de subsidios financieros para vehículos de nueva energía, elevando el umbral de densidad de energía para vehículos de pasajeros eléctricos puros, vehículos de pasajeros eléctricos puros de carga no rápida, y sistemas de baterías de energía para vehículos de propósito especial. Requerir.
Se espera que la batería ternaria alcance la capacidad del mercado de fosfato de hierro y litio y se convierta en la corriente principal a partir de este año, y logre una sustitución incremental continua en el mercado futuro, ocupando una posición dominante.
Diseño de alta capacidad ternaria de níquel y progreso de la producción en masa
Específico para el campo de los materiales de cátodo de batería ternaria, los materiales con alto contenido de níquel tienen la ventaja de una mayor densidad de energía. En segundo lugar, se estima que después de usar materiales con alto contenido de níquel, el costo unitario integral de la batería disminuirá en más del 8%, y la ventaja de costo es obvia.
Las fluctuaciones en los precios del cobalto provocadas por la contradicción entre la oferta y la demanda también están impulsando a los fabricantes a recurrir a productos bajos en cobalto y altos en níquel. El costo de las materias primas de cobalto en los materiales del cátodo ternario es relativamente alto, y su precio continuó aumentando en 2018. En comparación con 520.000 yuanes / tonelada al comienzo del primer trimestre, el aumento en abril fue de más del 20%. A partir del 13 de abril, el cobalto El precio ha alcanzado los 674,000 yuanes / tonelada.
Bajo la demanda de reducción de costos y mejora de la eficiencia, el producto NCM811 ternario de alto níquel, que tiene las mayores ventajas para soportar el objetivo de 300Wh / kg antes mencionado, debutó con un halo.
Aunque todavía hay fabricantes que afirman adherirse a la ruta de la batería de fosfato de hierro y litio, el mercado está promoviendo activamente el diseño de la tecnología de baterías con mayor densidad de energía. Desde 2017, los fabricantes nacionales de materiales catódicos han implementado sucesivamente productos con alto contenido de níquel, y se espera que estas capacidades de producción se suministren al mercado en 2018. En particular, la capacidad de producción y la producción de los productos NCM811 han atraído una gran atención.
En términos de compañías de baterías de energía domésticas, CATL, BYD, Jiangxi Funeng, BAK Battery, Guoxuan Hi-Tech, Tianjin Lishen, Penghui Energy y otras compañías han llevado a cabo I + D y producción de baterías NCM811. Entre ellos, BAK Battery anunció que ha producido en masa la batería de energía cilíndrica NCM811 con una densidad de energía de 232Wh / kg, y dijo que un producto de 300Wh / kg estará disponible pronto. Penghui Energy también reveló que las baterías cilíndricas de la compañía que utilizan materiales NCM811 se han producido en masa y se han suministrado a los OEM relevantes.
Varios factores limitantes para acelerar el alto volumen
Aunque en general es optimista, la aplicación a gran escala de productos NCM811 de alto contenido de níquel en el campo de las baterías de energía automotriz todavía tiene un largo camino por recorrer. En la actualidad, la aplicación de productos NCM811 en vehículos de nueva energía es solo unos pocos casos.
En octubre del año pasado, el JAC iEV7S, que participó en la Competencia Nacional de Rendimiento de Vehículos de Producción en Masa, fue equipado con los productos de celdas de batería 18650-2.75Ah de BAK, convirtiéndose en el primer caso de aplicación de productos NCM811 en vehículos de nueva energía en China.
A nivel internacional, el SUV eléctrico puro KonaEV lanzado recientemente por Hyundai de Corea del Sur está equipado con celdas de batería NCM811 proporcionadas por LG Chem, pero el modelo aún no se ha producido en masa para la venta.
En esta etapa, todavía existen los siguientes cuellos de botella en la aplicación acelerada y el volumen de productos con alto contenido de níquel:
Las materias primas son escasas. Los recursos de litio, cobalto y níquel son relativamente escasos en China. En esta etapa, las materias primas nacionales con alto contenido de níquel dependen principalmente de las importaciones, que son fácilmente restringidas por factores externos. Con el crecimiento de la industria de baterías de energía, los expertos relevantes predicen que el litio, el cobalto y el níquel estarán en escasez en 2021, 2022 y 2019, respectivamente.
Limitaciones de la capacidad de fabricación. El proceso de producción de materiales ternarios con alto contenido de níquel es relativamente complejo y tiene altos requisitos en el equipo de producción y el medio ambiente. La línea de producción existente no se puede utilizar directamente como línea de producción NCM811 o NCA, y debe rediseñarse y construirse, lo que agrega una gran inversión de capital. Se puede decir que actualmente no hay una tecnología de preparación madura y una capacidad de producción en masa a gran escala en China, e incluso habrá una cierta cantidad de brecha de capacidad en los próximos tres años.
Problemas de seguridad a resolver. Según Zhu Yulong, ingeniero jefe adjunto del Departamento de Ingeniería de Energía de Shanghai Jiexin, cuanto mayor sea la relación de níquel, peor será la estabilidad térmica del material del cátodo. En caso de alta temperatura, impacto externo, etc., las baterías de alto contenido de níquel tendrán riesgos potenciales para la seguridad. Además, la producción de gas durante la carga de baterías de alto contenido de níquel hará que la batería se hinche, lo que también es un problema a resolver. Como componente clave utilizado en productos automotrices, los productos con alto contenido de níquel aún necesitan un mayor grado de mejora en términos de seguridad.
El ciclo de selección de equipos es largo. Los OEM son muy cautelosos con la aplicación de nuevas tecnologías y nuevos productos a los modelos de vehículos. Los principales fabricantes de automóviles tienen procedimientos de certificación estrictos y complejos para los proveedores de baterías. Las compañías y productos de baterías deben someterse a pruebas y verificaciones difíciles, lo que lleva un tiempo relativamente largo. largo.
