为何越来越多的车企动力电池选择上从NCM811变为NCM523?

首先说明一点,题目的内容信息是错误的。NCM811从2019年到2021年,在三元正极市场份额里面是逐步上涨的,而NCM523的市场份额则是逐步萎缩的。NCM523方案从2019年的65%市场份额,到了2021年的50%不到。意味着现阶段,更多的车企动力电池选择了NCM811动力电池方案。
为何越来越多的车企动力电池选择上从NCM811变为NCM523?-有驾
先简单科普下。
NCM,镍(Ni)钴(Co)锰(Mn)的缩写,三元材料的一种搭配。
而后面的数字,则是代表着大致的金属组成。
比如NCM333,就是镍、钴、锰的配比大约为3:3:3。
NCM523,镍钴锰的配比大约为5:2:3,NCM811的镍钴锰配比大约为8:1:1。
要了解的是,这里的数字只是为了命名方便,只是达标了大致的比例,真实配比不会是精准的按照这个比例配的。
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这里看到每个元素都是有着自己独特作用的。
镍能提升能量密度,钴能提升导电性、稳定层状结构,锰能提高结构稳定安全。
但过多的镍会影响锂离子的正负极来回的脱嵌,就会影响电池的循环寿命和充放电。
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钴过多,不会如镍多了就得影响电池性能。但是钴是稀缺金属,一个字“贵”,贵到用多了企业会亏本,毕竟企业第一目标是自我盈利,不是给大众福利。
所以,知道为啥2017年,宁德时代就准备上马NCM811电池了吧,因为“高镍低钴低锰”方案的好处是显而易见的,降低成本,还大幅提高了能量密度(续航增加)。
一时间,众多车企青睐,纷纷上马或者准备上马NCM811电池,因为这个方案带来的就是盈利的大幅增加。
现阶段NCM523的系统能量密度(商业化)的范围大概是150-170wh/kg,但NCM811的系统能量密度(商业化)的范围是180-220wh/kg,意味着25%-30%的系统能量密度提升。这也意味着只要把NCM523方案替换成NCM811方案,同等重量的电池,就能轻松把500-600公里的中等续航给弄成700-800公里的长续航版本。
以某品牌来举例,580公里的六座签名版比450公里的六座签名版要贵上接近6万块钱,大约车售价的10%。(此例仅为具体化信息,并非针对某品牌。)
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这个定价看起来很合理吧,毕竟长续航的多了130公里续航,增加了这么多,贵点也情有可原。
但是如果是NCM523替换成NCM811来算,因为其中昂贵的钴的成分下降,单看这一点,NCM811的价格会更便宜。企业如果采用了NCM811方案,成本不仅不会涨还有可能会降。但是终端售价还会因为续航涨了,价格也能理直气壮地涨个10%到20%……,这一来二去,盈利可就是涨得更多了。
你说车企是不是要力捧NCM811,但是接下来两年,再回看这张图,NCM811在车企众多反馈中却是缓慢上升,并没有如想象那般两三年内一统三元材料的江湖。
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其原因就是NCM811方案的副作用就是循环寿命、热稳定性下降,换句直白的话说,就是安全性下降,自燃风险上升。
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虽然不清楚NCM811动力电池的自燃数量到底比NCM523要多上多少比例,但从2021年的NCM523和NCM622还占据三元材料的60%市场以上,就知道这个热失控的风险还是不容小觑的。
而NCA的圆柱电池实际也是“高镍低钴”的方案,镍钴铝的配比大致为8:1.5:0.5,即便特斯拉的BMS系统号称业界数一数二(商业化),但是依旧还时不时爆出来特斯拉的自燃事件。
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所以从安全性来看,NCM523和NCM811对比,含钴量增加(钴能稳定层状结构),含锰量增加(锰能提高结构稳定安全),虽然含镍量下降会导致能量密度的下降,续航的不足,但是热稳定性却大为提高,意味着自燃的风险大幅降低。
另一点,NCM523的系统能量密度虽然比不上NCM811的,但是比一般的磷酸铁锂电池的系统能量密度来说,三元先天的优势还是让其比热稳定性能优秀的磷酸铁锂电池的续航要多的,所以“安全+能量密度”的综合,让NCM523在未来相当长的一段时间内还是会占据相当的市场份额。
而NCM811的发展,因为其高能量密度和性价比,实际牢牢把握住了企业盈利的命脉。加之电池热管理的预防、阻燃、降损技术的运用和BMS的改善所带来的安全性提高,长期来看,NCM811还是会逐渐占据三元材料市场的主流路线。
这两年续航只要高一些的,达到600-700公里左右的主流纯电车型,基本还是采用的NCM811方案。
比如小鹏P7/蔚来ET7/极氪001/凯迪拉克Lyriq/大众ID系列的长续航版本,都是采用的NCM811动力电池。
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所以,也不是说NCM811本身的热稳定性差就一定不好,只是说如果是一匹烈马,就需要好鞍配好马,电气安全/机械安全/功能安全/化学安全上下足够的功夫,产品安全上做足够的验证,也是能够在高续航的前提下保障驾乘人员和汽车安全的。
(图片来源网络,侵删!)
参考资料:
1、“https://baijiahao.baidu.com/s?id=1687485848630946198&wfr=spider&for=pc”
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