此外，又有一則網(wǎng)絡(luò)聊天截圖稱，“寧德時(shí)代基本否定811路線”。但廣汽新能源方面對此明確表示：“目前廣汽新能源廠家并沒有批量召回旗下Aion S車型，旗下4S店針對單個(gè)電池有損壞的車輛進(jìn)行召回屬于正常行為”，而寧德時(shí)代也很快回應(yīng)稱：“寧德時(shí)代絕對不會否定和放棄811電池路線”、“多條線路并行是寧德時(shí)代發(fā)展電芯事業(yè)的核心思想，短期內(nèi)811電池仍是寧德時(shí)代的主攻戰(zhàn)略?！? 處于風(fēng)口浪尖的811電池究竟是什么?為何寧德時(shí)代冒著自燃事故引發(fā)的不信任風(fēng)險(xiǎn)也要堅(jiān)持這一路線? 811電池：新的方向?811電池全稱為NCM811電池，NCM即是鎳、鈷、錳，該電池即是一種正極材料鎳、鈷、錳配比為81的三元鋰電池。

目前，在用于新能源汽車的動力電池領(lǐng)域，主要有鋰離子電池、氫燃料電池、超級電容電池和鋁空氣電池四類。

其中，鋁空氣電池尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，氫燃料電池汽車需要外部氫氣加注，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也相對滯后，超級電容電池的能量密度則太低，不能作為電動汽車的主能源。 而在目前最為熱門的鋰電池類別中，三元鋰電池(包括鎳鈷錳(NCM)和鎳鈷鋁(NCA)電池)和磷酸鐵鋰電池(LFP)是兩大主流技術(shù)方向。

三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池這兩種技術(shù)路線可以作如下幾個(gè)方面的簡單比較： 1. 三元鋰電池儲能密度更高三元鋰電池因?yàn)殡妷焊?，其能量密度基本能達(dá)到240WH/kg，幾乎是磷酸鐵鋰電池140WH/kg的1.7倍; 2. 三元鋰電池更抗低溫三元鋰電池低溫使用下限值為零下30度，而磷酸鐵鋰電池低溫下限值零下20度;相同低溫條件下，三元鋰電池冬季衰減不到15%，磷酸鐵鋰電池衰減高達(dá)30%以上; 3. 磷酸鐵鋰電池自燃風(fēng)險(xiǎn)更低磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э販囟绕毡樵?00度以上，三元鋰電池則低于300度，一些高鎳電池?zé)崾Э販囟壬踔恋陀?00度; 4. 磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命更長磷酸鐵鋰電池充放電循環(huán)次數(shù)大于3500次后才會開始衰減，也就是說其使用壽命可長達(dá)十年左右，但三元鋰電池充放電循環(huán)次數(shù)則僅為2000次; 5. 磷酸鐵鋰電池制造成本更低磷酸鐵鋰電池不含貴重金屬，生產(chǎn)成本較低，三元鋰電池則因?yàn)椴捎孟∮械拟捊饘?，?0%儲量在非洲剛果金，這讓其進(jìn)口價(jià)格一路飆漲。

磷酸鐵鋰電池的代表產(chǎn)品為比亞迪的“刀片電池”，排名前列的國軒高科也主要研究磷酸鐵鋰電池，特斯拉國產(chǎn)Model 3使用磷酸鐵鋰電池;而三元鋰電池路線則由寧德時(shí)代的NCM811領(lǐng)銜。

(2019年主要廠商不同材料類型鋰電池裝機(jī)情況) 順道提一句，寧德時(shí)代一直是兩條路線并行發(fā)展，并沒有“死磕”三元鋰電池。 盡管自燃風(fēng)險(xiǎn)給三元鋰電池的聲譽(yù)造成了一定打擊，政策對于新能源汽車電池安全性的監(jiān)管也使得該路線面臨著不確定性，但高能量密度(意味著續(xù)航里程提升)和優(yōu)秀的抗低溫性能(意味著更適應(yīng)北方氣候)仍是車企們不愿舍棄的重要優(yōu)勢。

在目前的純電動汽車中，續(xù)航里程400kM以下的車型大部分使用磷酸鐵鋰電池，這是為了在控制成本的同時(shí)做到較高的穩(wěn)定性;但在續(xù)航里程較高的高端車型中，NCM811電池仍是首選。 因此，甚至有人聲稱，磷酸鐵鋰電池正在逐漸被市場邊緣化，三元鋰電池將成未來動力電池的主流路線。

路線之爭暫且不談，下面我們來聊聊三元鋰電池的發(fā)展歷程。 NCM電池：升鎳降鈷之路盡管三元鋰電池分為鎳鈷錳(NCM)和鎳鈷鋁(NCA)兩種，但由于NCA材料的技術(shù)壁壘高，目前產(chǎn)能主要集中在日韓。在我國，三元鋰電池主要指的是NCM電池。 具有不同鎳、鈷、錳配比的電池已經(jīng)存在了近20年，其最初的商業(yè)成功來源于NCM111電池(也叫NCM333)，2016年款寶馬I3就使用了它。

隨后，NCM442、532、622等電池相繼出現(xiàn)，可以看出，鎳的含量越來越高，這是因?yàn)殒嚭吭礁?，電池的能量密度越大?/p>

(不同鎳含量的三元鋰電池) 為了具體了解鎳、鈷、錳這三種元素在NCM中如何起作用，就需要先了解NCM電池的充放電原理：

三元鋰電池的正極材料一般為鎳鈷錳酸鋰，負(fù)極材料一般為碳素材料。當(dāng)進(jìn)行充電時(shí)，電池正極上生成的鋰離子會經(jīng)過電解液運(yùn)動到呈層狀結(jié)構(gòu)的碳負(fù)極上，并嵌入到碳層的微孔中;當(dāng)進(jìn)行放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極碳層中脫出，又運(yùn)動回正極。

(充放電示意圖)

鎳和鈷作為活性物質(zhì)，在充放電時(shí)會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，錳則不參與化學(xué)反應(yīng)。

(電池正負(fù)極化學(xué)反應(yīng)) 由于鎳是三元鋰電池的活性物質(zhì)，因此鎳含量越高，電池內(nèi)就能發(fā)生更多的化學(xué)反應(yīng)，使更多鋰離子移動，從而達(dá)到更大的電池容量。

但由于NCM正極結(jié)構(gòu)的原因，鎳占比的增大，會導(dǎo)致熱穩(wěn)定性和容量保持率下降，主要表現(xiàn)為循環(huán)充放電的容量損失和高溫環(huán)境容量加速衰減。

(不同NCM電池的放電容量、熱穩(wěn)定性和容量保持率的關(guān)系) 這種變化是如何發(fā)生的?這就要提到一個(gè)“陽離子混排”的概念了，它是導(dǎo)致電池容量衰減的重要因素。

在NCM正極材料如LiCoO2、LiNixCoyMnzO2的空間結(jié)構(gòu)中，鋰離子、氧和三元材料像三明治的夾層一樣交錯(cuò)排列。

但因?yàn)?2 價(jià)鎳離子與鋰離子半徑非常相近(0.069毫米與0.072毫米)，使得鎳離子和鋰離子很容易占據(jù)對方的位置，造成陽離子混排。 當(dāng)鎳離子擠到鋰離子的位置時(shí)，因?yàn)殒囯x子的半徑略小，會導(dǎo)致“三明治”的每層厚度減少，并在充電時(shí)把+2價(jià)鎳離子氧化為+3價(jià)或+4價(jià)，造成局部空間塌陷，增加了鋰離子的嵌入難度。

而當(dāng)鋰離子擠到鎳離子的位置時(shí)，因?yàn)殇囯x子半徑較大，嵌入的鋰離子自己也會更難脫出。

(正常的鋰離子、鎳離子位置(左)與陽離子混排(右)) 因此，人們需要加入鈷來抑制陽離子混排，穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu);錳則不參與電化學(xué)反應(yīng)，可以提供安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)降低成本。 但鈷成本高昂、供應(yīng)來源單一(以鈷價(jià)華東市場價(jià)為例，整體市場價(jià)格在8月3日已接近27.5萬元/噸，且未來有望沖擊40萬元/噸高位)，這使得“升鎳降鈷之路”成為了三元鋰電池發(fā)展的必然選擇。

動力電池的未來：百花齊放對于三元鋰電池存在的易自燃、成本高、循環(huán)壽命短的問題，已經(jīng)有許多企業(yè)提出了充滿創(chuàng)意的解決方案。 去年7月，長城汽車旗下蜂巢能源首發(fā)全球首款無鈷電池，其L6薄片無鈷長電芯采用了兩種化學(xué)鍵能更大的元素?fù)诫s到材料中替代鈷，通過強(qiáng)化學(xué)鍵穩(wěn)定氧八面體結(jié)構(gòu)，減少鋰鎳混排，改善了材料的穩(wěn)定性;通過單晶技術(shù)和納米網(wǎng)絡(luò)包覆技術(shù)，提高了無鈷材料的使用壽命和材料循環(huán)性能。 今年3月，通用與LG化學(xué)一同推出新的電池產(chǎn)品Ultium，電池電芯使用LG化學(xué)最新研發(fā)的NCMA四元鋰電池：其技術(shù)原理是通過向NCM三元鋰正極材料混入少量的鋁元素，使原本性質(zhì)活躍的高鎳三元正極材料在保持高能量密度的同時(shí)，也能維持較穩(wěn)定的狀態(tài)。

三星則通過引入銀碳復(fù)合負(fù)極、不銹鋼(SUS)集電器、輝石型硫化物電解質(zhì)以及特殊材料涂層，有效解決了固態(tài)電池量產(chǎn)所面臨的三大核心問題：鋰枝晶生長、低庫倫效率與界面副反應(yīng)。固態(tài)電解質(zhì)不會發(fā)生自燃、沒有腐蝕性、不會泄漏和揮發(fā)，與液態(tài)電解質(zhì)的電池相比，其安全性非常高。 不過，在三元鋰電池技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，磷酸鐵鋰電池也不遑多讓：今年3月，比亞迪搞了一場聲勢浩大的“刀片電池”發(fā)布會，在會上，比亞迪創(chuàng)始人王傳福聲稱，刀片電池既有磷酸鐵鋰電池安全性能的優(yōu)點(diǎn)，又在續(xù)航里程上達(dá)到了與三元鋰電池同等水平，成本還更低。 為了強(qiáng)調(diào)刀片電池的安全性，比亞迪公開了一段試驗(yàn)視頻：在針刺實(shí)驗(yàn)中，三元鋰電池瞬間出現(xiàn)劇烈溫度變化，電池表面雞蛋被炸飛;刀片電池則無明火，無煙，電池表面的雞蛋無變化。

面對比亞迪的“挑釁”，作為三元鋰電池的代表，寧德時(shí)代在5月11日的業(yè)績說明會上回應(yīng)：“電池的安全和電池的濫用測試是兩回事，有些人把濫用測試的通過等同于電池的安全?！? 寧德時(shí)代的官方微博更是一口氣連發(fā)三條微博，從電池包外殼的安全性、三元電芯針刺安全測試，以及動力電池標(biāo)準(zhǔn)，回應(yīng)了外界對三元電池安全性的質(zhì)疑。

三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，誰才是動力電池的未來?目前看來，這一場技術(shù)路線之爭，還遠(yuǎn)未到落下帷幕的時(shí)候。 在當(dāng)下，最值得期待的或許是特斯拉的“電池日”，看看“網(wǎng)紅企業(yè)家”馬斯克能否給動力電池領(lǐng)域帶來更多驚喜。（來源：前瞻網(wǎng)）鋰電聯(lián)盟會長知識交流！鋰電聯(lián)盟會長——新能源材料測試表征服務(wù)平臺?。?！工藝，研發(fā)，機(jī)理和專利！軟包電池方向重磅匯總資料分享！揭秘寧德時(shí)代CATL超級工廠！搞懂鋰電池阻抗譜(EIS)不容易,這篇綜述值得一看！鋰離子電池生產(chǎn)中各種問題匯編！鋰電聯(lián)盟新能源社群正式上線，每天分享高質(zhì)量書籍論文、學(xué)術(shù)報(bào)告及動態(tài)分析，定期分享鋰電大咖精品視頻課程，免費(fèi)對接求職需求。歡迎各位朋友掃碼聯(lián)系鋰電聯(lián)盟會長交流學(xué)習(xí)！

原文標(biāo)題：屢屢自燃的“811電池”，為何寧德時(shí)代強(qiáng)調(diào)“絕不放棄”？

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