日前，一則寧德時(shí)代計(jì)劃明年量產(chǎn)NCM811動(dòng)力電池的消息，將動(dòng)力電池行業(yè)新一輪的技術(shù)競賽擺在了人們眼前。稍早時(shí)候，比亞迪也以非官方公開發(fā)言的形式，表示其NCM811動(dòng)力電池會(huì)在2019年下半年投入使用。
NCM811，即正極材料中鎳鈷錳的含量比例為80%：10%：10%的三元鋰電池，代表目前動(dòng)力電池領(lǐng)域最高能量密度與最高技術(shù)含量的路線。
然而，在現(xiàn)下的語境，兩大動(dòng)力電池龍頭齊齊放話要上NCM811，核心用意卻不是要在此時(shí)爭出個(gè)你死我活。
兩年后，國產(chǎn)新能源車退坡、動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)放開后，在技術(shù)與產(chǎn)業(yè)布局上領(lǐng)先的外資電池將真正卷土重來，屆時(shí)，或?qū)⒂幸粓龈鼮閼K烈的動(dòng)力電池三國殺。國內(nèi)的動(dòng)力電池企業(yè)最有效的應(yīng)對方式，唯有以先進(jìn)的技術(shù)回應(yīng)挑戰(zhàn)。
▍高鎳材料體系成動(dòng)力電池必由之路
如果說在2017年，動(dòng)力電池企業(yè)對三元鋰電池的正極材料選擇還有所疑慮的話，那么一年過后，兩股強(qiáng)大的力量：鈷的價(jià)格，以及政策和市場提出的能量密度要求，基本將企業(yè)的選擇鎖定在了高鎳三元材料。
根據(jù)倫敦貴金屬交易所的今年2月的數(shù)據(jù)，從當(dāng)時(shí)往前倒推的18個(gè)月里，作為動(dòng)力電池中尤為關(guān)鍵的材料，鈷的價(jià)格上漲了3倍，最高時(shí)價(jià)格達(dá)到了8萬美金/噸。根據(jù)全球第四大鈷生產(chǎn)商金川國際財(cái)報(bào)披露，其鈷平均售價(jià)上半年上升至每噸74243美元，同比上升118%。這兩天，鈷價(jià)（電解鈷）則稍稍回落到了50萬元人民幣/噸以下。然而，一噸電解鎳的價(jià)格，目前就11萬出頭。
正極材料在動(dòng)力電池的成本占比最高，最高可以達(dá)到30%。一路瘋漲的鈷價(jià)與相對低廉的鎳價(jià)兩相對比，動(dòng)力電池企業(yè)們決定Pick鎳。這是高鎳三元材料崛起的第一重因素。
與此同時(shí)，電動(dòng)汽車的里程焦慮，到如今仍然廣泛存在。日前蔚來ES8120公里時(shí)速續(xù)航里程200公里出頭的消息引發(fā)了廣泛關(guān)注，就是最好的例子。消費(fèi)對電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程的期待通過車廠傳導(dǎo)到了動(dòng)力電池企業(yè)，必然要求電池能量密度更高，帶電量更大，能夠跑更遠(yuǎn)。
恰好，鎳在鋰離子電池內(nèi)的主要作用就是拉高克容量，讓電池的能量密度更高。公開數(shù)據(jù)顯示，NCM811材料的克容量能夠達(dá)到190mAh/g，顯著高于鈷含量更高、國內(nèi)目前最主流的NCM523。
同樣，國家政策也在強(qiáng)化對動(dòng)力電池能量密度、成本的要求。2017年2月出臺(tái)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》》明確提出了到2020年動(dòng)力電池單體能量密度300Wh/kg、系統(tǒng)能量密度260Wh/kg，成本1元/Wh的目標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)不斷走高的新能源車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，比如今年純電動(dòng)乘用車系統(tǒng)能量密度達(dá)到140Wh/kg才能拿到足額補(bǔ)貼的條款，也在推動(dòng)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)往高鎳三元材料路線進(jìn)發(fā)。
在2018年，NCM811一時(shí)成為國內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的寵兒。不僅是比亞迪、寧德時(shí)代表示2019年量產(chǎn)的計(jì)劃，國軒高科、億緯鋰能等也計(jì)劃在2019年量產(chǎn)，比克、力神、鵬輝新能源更是表示，其NCM811動(dòng)力電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)供貨。其中比克還列出了一份客戶表，北汽新能源、上汽大通、云度等均在其列。而原本計(jì)劃在NCM523基礎(chǔ)上發(fā)展、推廣的NCM622，此時(shí)聲量已經(jīng)小了下去。
多方合力之下，中國動(dòng)力電池技術(shù)似乎又要迎來一輪“一步到位”的跨越式發(fā)展。
▍高鎳動(dòng)力電池之戰(zhàn)：日本領(lǐng)先，國產(chǎn)已落后
然而，在中國動(dòng)力電池行業(yè)刮起一片NCM811之風(fēng)時(shí)，韓國那邊卻傳來了“壞消息”：
去年，韓國動(dòng)力電池行業(yè)的老三SKI宣布量產(chǎn)NCM811軟包動(dòng)力電池，將為起亞的電動(dòng)車供貨。然而今年，SKI卻宣布推遲量產(chǎn)NCM811的計(jì)劃。
而韓國的另一動(dòng)力電池巨頭LG，今年初LG配套電池的現(xiàn)代KonaEV亮相時(shí)，一度被傳為是”首款使用NCM811電池的電動(dòng)車”，而后韓國媒體卻辟謠，KonaEV采用的是NCM622三元電池。LG化學(xué)CFO在接受采訪時(shí)也表示，LG生產(chǎn)的NCM811僅限于圓柱形鋰電池、僅應(yīng)用在電動(dòng)大巴上。
不過，技術(shù)要求稍低的NCM622技術(shù)路線，國內(nèi)的廠商也尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模上量。在面向未來的技術(shù)儲(chǔ)備上，國內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)在中日韓三國中最弱勢。
三元鋰動(dòng)力電池的各項(xiàng)屬性之間，一直存在相互制約的關(guān)系——能量密度高了，溫控和安全性就更難保障；要保障電池循環(huán)壽命，能量密度就會(huì)相對受限。
三元材料中鎳含量與電池各屬性關(guān)系：左邊為失控溫度，中部為克容量，右邊為容量保持性能NCM811中提升了鎳的占比，拉高了電池的能量密度，然而卻要付出電池循環(huán)壽命減少、電池?zé)岱€(wěn)定性變差、功率性能下降等諸多代價(jià)，這便要求在動(dòng)力電池的其他關(guān)鍵材料（負(fù)極材料、隔膜、電解液）以及電芯成組、成系統(tǒng)的環(huán)節(jié)予以找補(bǔ)。
僅有日本的松下，以圓柱形電池的形式真正解決了高鎳三元材料動(dòng)力電池的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用問題。雖然松下采用的正極材料是NCA（鎳鈷鋁），三種材料配比為80%：15%：5%，但本質(zhì)上它和NCM811路線同源。在特斯拉Model3采用的21700圓柱形電池上，松下實(shí)現(xiàn)了單體電芯能量密度300Wh/kg的指標(biāo)。
松下提供的電池超高能量密度并不只歸功于高鎳正極材料。在負(fù)極上，松下使用了碳硅材料。硅的克容量為4200mah/g，而純石墨負(fù)極克容量僅為373mah/g，摻入了硅的碳硅負(fù)極材料克容量能夠達(dá)到400-650mah/g的水平，進(jìn)一步推高了電池的能量密度。
特斯拉此前更是在生產(chǎn)報(bào)告中指出，其電池的部分性能指標(biāo)已經(jīng)比競爭對手下一代還強(qiáng)，和寧德時(shí)代的路線圖比起來，似乎確實(shí)是這樣。
看寧德時(shí)代的技術(shù)路線圖，他們使用NCM811配合碳硅負(fù)極實(shí)現(xiàn)300Wh/kg能量密度的產(chǎn)品，要在2020年才推出。
這意味著，松下在高鎳三元鋰動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用于乘用車的節(jié)奏上，至少領(lǐng)先了中國動(dòng)力電池龍頭企業(yè)2-3年。盡管寧德時(shí)代與比亞迪在去年的動(dòng)力電池出貨量排名上分列第一、第三，但在技術(shù)上，松下仍然是公認(rèn)的第一。
而國內(nèi)雖然也有不少動(dòng)力電池企業(yè)推出NCM811圓柱形鋰電池并開始推向市場，但在規(guī)模上完全無法和松下高達(dá)數(shù)GWh的供貨量相比。
▍高鎳電池量產(chǎn)需要全產(chǎn)業(yè)進(jìn)步
據(jù)悉，寧德時(shí)代頻繁與車廠進(jìn)行合資的舉動(dòng)中，有較大成分是因其技術(shù)深度與國外巨頭相比并不領(lǐng)先，希望以此舉來綁定車企，分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。而比亞迪，日前也在動(dòng)力電池領(lǐng)域和長安合資。
不過，技術(shù)不占優(yōu)也并非全然是寧德時(shí)代、比亞迪們不夠努力。由于動(dòng)力電池牽一發(fā)而動(dòng)全身的屬性，對NCM811的應(yīng)用，其實(shí)需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)體系的通力配合。而國內(nèi)動(dòng)力電池生產(chǎn)廠商的上下游、中國的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)乃至新能源車產(chǎn)業(yè)，本就處在追趕者的角色。
在整個(gè)產(chǎn)業(yè)上游，動(dòng)力電池的四大關(guān)鍵材料（正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液），目前日韓公司居于技術(shù)主導(dǎo)地位，更尖端的高鎳三元材料和其配套材料更是如此。
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