三元锂电池中“811”争论点究竟是什么？

最近新能源汽车领域关于当代Amperex科技有限公司是否应该放弃NCM811路线的讨论还在发酵。尽管当代安培科技有限公司官方已经正面回应“811短期内仍将是当代安培科技有限公司的主攻策略”，但这并未平息外界的争论。

许多国际组织预测，高镍三元电池将成为未来几年的主要动力电池，能量已经达到300Wh/kg的水平。未来随着钴含量的降低和镍含量的增加，能量密度会进一步增加。在全球电气化的趋势下，动力电池行业对高镍三元电池的呼声越来越高，电池能量密度、循环寿命和成本控制成为电池厂商关注的核心。

高镍电池的路线有问题吗？电池安全问题怎么解决？谁将是未来动力电池的主导力量？对外界来说已经成了一个谜。

一个

高镍路线有问题吗？

最新电池数据显示，2020年1-7月，我国动力电池加载量共计22.5GWh，市场上已全面商业化的磷酸亚铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料四条电池路线中，三元电池总加载量为15.9GWh，占整车载荷的70.6%；磷酸铁锂电池总装载量为6.5GWh，占总组装量的28.8%。

可以发现，三元材料电池已经占据了动力电池加载的绝对份额。什么是三元材料？以当代安培科技有限公司811为例，即正极材料为镍钴锰，含量比为8: 1: 1。除了NCM811，还有以NCM523(镍钴锰比5:2:3)和NCM622(6:2:2)为代表的三元锂电池，是电池厂的主流路线。

以上成分的区别在于镍的含量。一般来说，镍可以提高材料的活性，从而提高能量密度，也就是说镍含量越大，电池性能越好。在实际应用中，搭载NCM811电池的车载系统能量密度可以达到170Wh/kg以上，对应的续航里程可以接近700KM。所以电池类型是根据市场上的车型细分的。NCM811是续航700KM以上电动车的首选，NCM523供应500-700KM车型。

当然，磷酸亚铁锂的市场空间不可否认。对于目前的环境，磷酸亚铁锂安全性更好，续航时间更长，车型更耐用，车企更容易向消费者传递价值。所以磷酸亚铁锂更适合城市公交和500KM纯电动汽车，磷酸亚铁锂在储能方面更有优势。

相关数据显示，2019年高镍电池装机量已超过3GWh。相关机构预测，随着宝马、大众、通用宣布推出高镍电池，未来市场对高镍电池的需求将进一步增加。在此背景下，韩国电池公司SK Innovation准备生产NCM 9/0.5/0.5电池。与此同时，LG、三星和松下等日韩电池企业也在加快无钴电池的研发和量产。其中，LG将在2021年为通用提供90%的镍三元锂电池。

除了市场导向，三元材料中钴的成本上升也促使企业通过“减固增镍”来缓解成本压力。2017年以来，钴原料价格不断上涨。目前，硫酸钴和氯化钴国内成交价在5.4-6.6万元/吨，电解钴均价曾高达67.4万元/吨。据业内人士透露，在电芯层面，无钴叠层电池的成本价比811低8%-10%左右。总的来说，高镍电池的路线没有问题。

二

电池安全匹配是多方合作的事情。

因为镍的比重越高，对应电池的能量密度越高，可以提高电池寿命。镍作为金属活性相对较高的元素之一，意味着比重越高，电池的稳定性和安全性越差。所以811电池的配套主被动安全方案也是对整个供应链的巨大挑战。

在业内人士看来，高镍阳极必须与硅碳阴极、陶瓷隔膜、高压电解质等技术壁垒较高的配套材料相匹配，才能充分发挥高能量密度的优势。国家新能源汽车创新工程专家组组长王炳刚在接受《汽车预言家》采访时表示:“对于电动汽车，要考虑整车的安全架构，通过传感器、电控系统、绝缘材料、更硬的外壳来避免热失控。如今新能源汽车已经有400万辆，市场推广程度证明三元材料的电池是安全的。电动车起火的具体原因还不能完全证明是三元材料的原因。”

业界不断反思安全问题，盲目追求高能量密度一度成为众矢之的。而新能源汽车的安全事故主要是由热失控引起的，热失控不仅是结果，而且很复杂，事故来源也很难明确，因此安全问题应该引起高度重视。高，中国科学院院士……Sciences曾介绍，电动汽车动力电池的安全性包括本质安全、被动安全和主动安全。正如王炳刚所说，400万的市场容量已经证明电池的本质安全已经在逐步提升，所以在被动安全和主动安全方面还有很大的提升空间。

如何解决电池组的被动安全和主动安全问题，也是业界面临的巨大挑战。随着镍含量的增加，正极材料的稳定性降低，循环充放电容量损失和高温环境下容量衰减加快。对此，中国动力电池创新联盟副秘书长王子东指出，电池组充电的安全管理是关键，尤其是快速充电时，电池组内电池的差异性增大，没有完善的电池组安全管理和热管理技术，电池的安全性和长寿命周期无法得到保障。

目前，降低电极厚度、改变电池结构、选择更适合快速充电的材料是动力电池领域加速探索的领域。然而，从成本角度来看，上述所有变化都会增加动力电池的生产成本，同时，降低能量密度也会降低动力电池系统的寿命。因此，电池安全问题不能仅仅停留在选材层面上讨论，还需要综合各行业的力量从整体上进行优化考虑。“多方合作和完善是动力电池良性发展的基础，”王子东告诉《汽车预言家》。与此同时，包括高在内的许多业内人士认为，可以将人工智能、大数据和云平台引入主动安全。为了提高电池管理、电池预警、电池充电控制和电池寿命预测评估的技术水平，随着应用的普及，整车厂和电池厂将积累更多的数据，有利于安全预警技术的进一步提高。

三

高镍三元锂更有提升空间。

可以肯定的是，三元材料电池确实提升了新能源汽车的性能。从最初的NEDC 300KM续航里程到现在的NEDC 650KM续航里程，三元材料电池的推广效果显而易见。

清华大学汽车工程发展研究院常务副院长、汽车安全与节能国家重点实验室副主任宋健在接受《汽车预言家》采访时表示:“从材料的角度来看，磷酸铁锂电池目前的能量密度已经接近其物理极限。长期来看，高镍三元锂更适合长期发展。”

车先知通过梳理三元锂和高镍三元锂的区别，结合专业人士的意见，发现动力电池的安全问题可以通过“软手段”解决。目前，从全球电池企业和整车厂商推进“无钴电池”的研发进程来看，钴作为最不稳定的三元材料，是可以被其他材料替代的。通过降低钴的比例，增加镍的含量，未来续航可以达到800km和1000km。

与130℃结构崩塌的钴相比，锂、锰、铝的耐受性更高。虽然某种程度上，业界对三元材料电池的使用趋于谨慎，但不变的是，高性能始终是电动车战胜燃油车的核心。同时需要注意的是，当代安培科技有限公司作为头部电池企业，不仅以NCM811为技术路线，还透露下一代将瞄准无金属电池，即不含镍钴的锂电池。最近新能源汽车领域关于当代Amperex科技有限公司是否应该放弃NCM811路线的讨论还在发酵。尽管当代安培科技有限公司官方已经正面回应“811短期内仍将是当代安培科技有限公司的主攻策略”，但这并未平息外界的争论。

许多国际……据有关机构预测，高镍三元电池将成为未来几年的主要动力电池，能量已经达到300Wh/kg的水平。未来随着钴含量的降低和镍含量的增加，能量密度会进一步增加。在全球电气化的趋势下，动力电池行业对高镍三元电池的呼声越来越高，电池能量密度、循环寿命和成本控制成为电池厂商关注的核心。

高镍电池的路线有问题吗？电池安全问题怎么解决？谁将是未来动力电池的主导力量？对外界来说已经成了一个谜。

一个

高镍路线有问题吗？

最新电池数据显示，2020年1-7月，我国动力电池加载量共计22.5GWh，市场上已全面商业化的磷酸亚铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料四条电池路线中，三元电池总加载量为15.9GWh，占整车载荷的70.6%；磷酸铁锂电池总装载量为6.5GWh，占总组装量的28.8%。

可以发现，三元材料电池已经占据了动力电池加载的绝对份额。什么是三元材料？以当代安培科技有限公司811为例，即正极材料为镍钴锰，含量比为8: 1: 1。除了NCM811，还有以NCM523(镍钴锰比5:2:3)和NCM622(6:2:2)为代表的三元锂电池，是电池厂的主流路线。

以上成分的区别在于镍的含量。一般来说，镍可以提高材料的活性，从而提高能量密度，也就是说镍含量越大，电池性能越好。在实际应用中，搭载NCM811电池的车载系统能量密度可以达到170Wh/kg以上，对应的续航里程可以接近700KM。所以电池类型是根据市场上的车型细分的。NCM811是续航700KM以上电动车的首选，NCM523供应500-700KM车型。

当然，磷酸亚铁锂的市场空间不可否认。对于目前的环境，磷酸亚铁锂安全性更好，续航时间更长，车型更耐用，车企更容易向消费者传递价值。所以磷酸亚铁锂更适合城市公交和500KM纯电动汽车，磷酸亚铁锂在储能方面更有优势。

相关数据显示，2019年高镍电池装机量已超过3GWh。相关机构预测，随着宝马、大众、通用宣布推出高镍电池，未来市场对高镍电池的需求将进一步增加。在此背景下，韩国电池公司SK Innovation准备生产NCM 9/0.5/0.5电池。与此同时，LG、三星和松下等日韩电池企业也在加快无钴电池的研发和量产。其中，LG将在2021年为通用提供90%的镍三元锂电池。

除了市场导向，三元材料中钴的成本上升也促使企业通过“减固增镍”来缓解成本压力。2017年以来，钴原料价格不断上涨。目前，硫酸钴和氯化钴国内成交价在5.4-6.6万元/吨，电解钴均价曾高达67.4万元/吨。据业内人士透露，在电芯层面，无钴叠层电池的成本价比811低8%-10%左右。总的来说，高镍电池的路线没有问题。

二

电池安全匹配是多方合作的事情。

因为镍的比重越高，对应电池的能量密度越高，可以提高电池寿命。镍作为金属活性相对较高的元素之一，意味着比重越高，电池的稳定性和安全性越差。所以811电池的配套主被动安全方案也是对整个供应链的巨大挑战。

在业内人士看来，高镍阳极必须与硅碳阴极、陶瓷隔膜、高压电解质等技术壁垒较高的配套材料相匹配，才能充分发挥高能量密度的优势。国家新能源汽车创新工程专家组组长王炳刚在接受《汽车预言家》采访时表示:“对于电动汽车，要考虑整车的安全架构，通过传感器、电控系统、绝缘材料、更硬的外壳来避免热失控。如今新能源汽车已经有400万辆，市场推广程度证明三元材料的电池是安全的。电动车起火的具体原因还不能完全证明是三元材料的原因。”

业界不断反思安全问题，盲目追求高能量密度一度成为众矢之的。而新能源汽车的安全事故主要是由热失控引起的，热失控不仅是结果，而且很复杂，事故来源也很难明确，因此安全问题应该引起高度重视。高，中国科学院院士……Sciences曾介绍，电动汽车动力电池的安全性包括本质安全、被动安全和主动安全。正如王炳刚所说，400万的市场容量已经证明电池的本质安全已经在逐步提升，所以在被动安全和主动安全方面还有很大的提升空间。

如何解决电池组的被动安全和主动安全问题，也是业界面临的巨大挑战。随着镍含量的增加，正极材料的稳定性降低，循环充放电容量损失和高温环境下容量衰减加快。对此，中国动力电池创新联盟副秘书长王子东指出，电池组充电的安全管理是关键，尤其是快速充电时，电池组内电池的差异性增大，没有完善的电池组安全管理和热管理技术，电池的安全性和长寿命周期无法得到保障。

目前，降低电极厚度、改变电池结构、选择更适合快速充电的材料是动力电池领域加速探索的领域。然而，从成本角度来看，上述所有变化都会增加动力电池的生产成本，同时，降低能量密度也会降低动力电池系统的寿命。因此，电池安全问题不能仅仅停留在选材层面上讨论，还需要综合各行业的力量从整体上进行优化考虑。“多方合作和完善是动力电池良性发展的基础，”王子东告诉《汽车预言家》。与此同时，包括高在内的许多业内人士认为，可以将人工智能、大数据和云平台引入主动安全。为了提高电池管理、电池预警、电池充电控制和电池寿命预测评估的技术水平，随着应用的普及，整车厂和电池厂将积累更多的数据，有利于安全预警技术的进一步提高。

三

高镍三元锂更有提升空间。

可以肯定的是，三元材料电池确实提升了新能源汽车的性能。从最初的NEDC 300KM续航里程到现在的NEDC 650KM续航里程，三元材料电池的推广效果显而易见。

清华大学汽车工程发展研究院常务副院长、汽车安全与节能国家重点实验室副主任宋健在接受《汽车预言家》采访时表示:“从材料的角度来看，磷酸铁锂电池目前的能量密度已经接近其物理极限。长期来看，高镍三元锂更适合长期发展。”

车先知通过梳理三元锂和高镍三元锂的区别，结合专业人士的意见，发现动力电池的安全问题可以通过“软手段”解决。目前，从全球电池企业和整车厂商推进“无钴电池”的研发进程来看，钴作为最不稳定的三元材料，是可以被其他材料替代的。通过降低钴的比例，增加镍的含量，未来续航可以达到800km和1000km。

与130℃结构崩塌的钴相比，锂、锰、铝的耐受性更高。虽然某种程度上，业界对三元材料电池的使用趋于谨慎，但不变的是，高性能始终是电动车战胜燃油车的核心。同时需要注意的是，当代安培科技有限公司作为头部电池企业，不仅以NCM811为技术路线，还透露下一代将瞄准无金属电池，即不含镍钴的锂电池。

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