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NCM811 電池已成車企們的新寵兒?

鉅大LARGE  |  點擊量:1813次  |  2020年04月30日  

影響新能源車續航里程的因素有很多種:車身設計(風阻、輕量化等因素)、三電系統(電池、電機、電控)、環境因素(氣候、溫度),甚至還與駕駛員的駕駛習慣等有關系,從某種角度來說,這是一門「玄學」。但是最根本的影響因素還是來自于電池本身。電池種類、大小、封裝方式以及熱管理水平決定了這顆心臟的表現,進而影響整車性能。


隨著補貼政策的進一步收緊,關于電池能量密度以及續航里程提出了新的要求,同時動輒占到車身1/3-1/2的電池成本也成為發展新能源車的一塊心結,目前的NCM622、NCM523已然不能滿足國內車廠們的需求,811成為了新寵兒。


我們看到的一個現象是,越來越多的車型都搭載了NCM811電池,很顯然,圍繞著電池這一戰場的爭奪戰已經展開了。


何為NCM811電池?


有關三元鋰離子電池的概念我們之前已經說過了,簡單回顧一下,目前乘用車動力鋰電池重要以三元鋰離子電池(NCA和NCM)為主,NCM(鎳鈷錳)和NCA(鎳鈷錳)都是電池正極材料名稱,因為正極材料在電池(重要組成部分:正級、鋁箔、負極、銅箔、隔膜和電解液)中所占比重最大,所以動力鋰電池常以正極材料命名。其中對應數字代表在電池正極材料中三種元素的比例情況。以我們說的NCM811為例,811代表在正極材料中鎳鈷錳三種元素比例為8:1:1。


由于NCA電池技術壁壘較高,綜合考慮之下,國內大多數玩家用的是NCM材料的電池,市面上也重要以NCM622、NCM523、NCM811為主。


值得一提的是,當前國內普遍使用的三元鋰離子電池型號為523(鎳鈷錳比例為5:2:3),與811之間還隔了一個622。跳過622直接導入NCM811電池,無疑是一次“大躍進”式的技術升華。


由于補貼政策對電池能量密度和續航里程的新要求以及車廠們降成本的訴求,目前電池技術正向著高鎳低鈷的方向走,811即代表了目前可量產NCM電池的最高水準。


此外,國內排名靠前的電池公司幾乎都對這條大躍進式的技術路線情有獨鐘,以至于此前還將2018年戲稱為高鎳三元量產元年。、


但事實上,高鎳三元這條路線并不好走。高鎳體系在降本提質的同時,還意味著更高的化學活性以及更為苛刻的工藝環境。這不僅對電池公司提出了更高的要求,對整個供應鏈都是一次巨大的挑戰,因為高鎳正極必須搭配技術壁壘極高的硅碳負極、陶瓷隔膜以及高電壓電解液等配套材料才能充分發揮高能量密度的優勢。


國際動力鋰電池公司NCM811導入“遇冷”


在高鎳三元動力鋰電池領域,幾乎是松下一家獨秀的局面。其應用在特斯拉Model3上的21700圓柱型電池,通過改良高鎳正極材料和硅碳負極材料的應用,使電池能量密度達到20%的提升。


除松下外,韓國鋰電巨頭LG化學、SKI、三星SDI都在積極備戰高鎳811,但在產業化進展上卻呈現出節節敗退的局面。


2017年八月三十日,SKI對外宣布,已經在韓國廠開始量產NCM811電池,并將在當年十二月供應儲能市場,預計2018年八月開始批量生產用于電動汽車的NCM811電池。然而時至八月,SKI卻只是宣布將推遲量產高鎳NCM811電池的計劃。


LG化學的情況與SKI極其類似,今年年初,韓國現代正式公布了KonaEV純電動SUV,采用LG化學生產的NCM811軟包電池,雙方達成協議將在年內投入市場。而事實上,LG化學只是計劃于2018年小規模生產用于電動公交車的NCM811圓柱形電池,至于乘用車使用的軟包電池,只是計劃2-3年內實現712三元軟包的規模化應用。


至于三星SDI,目前只是在小型電池中使用了NCM811,而在動力鋰電池領域,三星SDI則一直聲稱2018年將要供給寶馬i3和i8的電池只是NCM622,而NCM811則要到2021年以后了。


誠然,相較于松下使用的圓柱電池,LG化學、SKI所生產的軟包電池以及三星SDI擅長的方形電池在導入NCM811上技術難度更高,畢竟圓柱電池應對失效辦法較多,小電池的連鎖反應相對較容易控制。但造成韓系電池公司NCM811導入滯后的根本原因還是韓系電池在技術實力上與日系存在差距,值得一提的是,這種差距不僅僅體現在電池公司上,還包括整個鋰電供應鏈,尤其是材料體系。


國內電池公司“大躍進”式導入NCM811


在動力鋰電池行業中、日、韓三國爭霸的格局中,我國一直都貼著低端產量、以量取勝的標簽,在國際普遍導入NCM622三元體系的時候,國內動力鋰電池卻還停留在NCM523的層面。但在“導入NCM811電池”的這一波國際浪潮中,國內電池公司卻呈現出集體“大躍進”的趨勢,即跳過622直接量產811。


據悉,自2017年下半年以來,國內動力鋰電池公司在高鎳811的導入明顯提速。包括比克動力、力神電池、鵬輝能源、億緯鋰能、遠東福斯特在內的諸多動力鋰電池廠家都表示,基本已經完成從產品技術突破到小批量生產再到客戶送樣認證測試的過程。


其中,比克電池更是表示,公司的高鎳811電池已成功應用于江淮、上汽大通、北汽新能源、小鵬、云度等品牌車型,車型均已入圍新能源推薦目錄。當升科技也表示,目前已經完成高鎳NCM811的量產工藝開發,并對客戶進行了送樣測試認證,開始批量供貨。


正極、負極、隔膜、電解液、甚至包括粘結劑在內的整個鋰電供應鏈都在向高鎳三元發起沖鋒,并頻頻傳來捷報。


但值得一提的是,國內設備依然還是短板,當前國內NCM811/NCA產線核心設備以進口為主。


為何要拿下NCM811電池?


究竟811電池有什么過人之處呢?以寶馬X1pHEV為例,我們可以做一個很好的比較。


新款電池容量24kWh,在比老款容量提升9.3kWh的情況下,重量僅新增2.5kg,而且能量密度較之前提升61%,續航里程由之前的60公里新增至110公里(均為NEDC工況續航),提升了83%。


類似的,搭載同款電池之后,ES6性能版/首發紀念版(電池容量84kWh)、廣汽新能源的AionS以及幾何A高續航版的綜合工況續航都做到了500公里以及上,這個成績放在2019年當屬前列。能有如此提升,除了車企自身的電控、輕量化等工作越做越好,811電池顯然功不可沒。


搶奪戰進行時


NCM811電池上車意味著最先進的電池技術的下放。關于車廠來說,立竿見影的效果就是續航里程的提升;拿的早,可以為自家產品爭取到一個時間差,更早一步完成供應鏈整合,量產下線交付,搶先拿下一部分市場份額;而且「寧德時代NCM811電池」本身也是一個不錯的產品宣傳點。能夠在較短的時間里拿下最新的電池技術也是種實力的證明,一定程度上也說明了車廠在寧德時代的話語權以及受重視程度。


有這樣好的電池產品,寧德時代自然備受追捧。但是相應的,在電池供應上,誰先誰后,thisisaquestion。從首批搭載其811電池的車型中,我們還是可以看出一些端倪。目前已知搭載寧德時代NCM811電池且已上市的車型有蔚來ES6、廣汽新能源AionS、吉利幾何A以及寶馬X1pHEV。仔細觀察不難發現,這些車廠大多與寧德時代有一定的綁定關系:廣汽、吉利分別與寧德時代成立合資公司,寶馬則是寧德時代起飛路上的「貴人」,當初寧德時代拿下寶馬pHEV車型和之諾車型訂單,雙方一起進行了相當多的技術研發,有關如何與車企合作,寶馬應該教了寧德時代很多……


翻看過往案例,與寧德時代達成類似合作的車廠不在少數,除了上面說到的幾家,國內車廠還有一汽、東風、長安、威馬等,國際車廠則如戴姆勒、日產……六月七日,又一國際大廠豐田宣布與寧德時代和比亞迪達成合作,未來將從這兩家公司采購動力鋰電池,811電池上車是遲早的事。


可以預見的是,接下來采用811電池的廠商將越來越多,車型也會越來越多,整體產品素質也會得到提升。這是一件好事,說明國家政策關于新能源產業的扶持引導很有成效,于消費者而言,市面上可選的素質優良的新能源車型在增多。


再說幾句題外話,一直以來,特斯拉以續航、動力以及智能化方面的表現為構筑了自己的護城河。然而我們現在看到的一個現象是,國內車廠與之的差距正在縮小。單從續航來看,進口的Model3后驅長續航版NEDC工況做到660km,國產后的Model3NEDC續航460km,而2019年我國品牌電動汽車的最高續航已經能做到500km+。


我國品牌電動汽車產品的素質越來越高,已經是不爭的事實。擁有自己本國的完整供應鏈體系,則是產品力提升的重要基礎之一。



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