摘要：目前高鎳動力電池已得到國際市場的認可，隨著新能源汽車產業迅猛發展，被規劃為我國“十三五”的重點產業，我國新能源汽車市場化即將到來，而作為新能源汽車核心部件的動力鋰電池必將迎來爆發。正極材料是電池的核心材料，未來將持續受益，并且正極材料的制備技術仍處于演變的過程，具備巨大的挖掘潛力。

由于高鎳三元材料可以顯著提高動力電池的能量密度，在單位體積和單位重量的電池可以儲存更多的能量，因此現階段已成為新能源汽車動力電池的市場主流。從技術角度來看，高鎳三元材料儲存穩定性、安全性、輸出特性以及循環壽命等主要性能指標比較均衡，是未來動力電池正極材料的主流方向。

高鎳電池脫穎而出的原因在于政策支持、增加續航和材料成本三方面

按照鎳鈷錳的比例，三元材料可以分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，通常NCM811被叫做高鎳電池，三元鋰電池中正極材料的鎳鈷錳比例為8:1:1。由于高鎳三元正極材料產業化存在難點，目前我國普遍使用的三元鋰電池為NCM523，但在政府和行業鼓勵支持、高位鈷價等多重因素刺激下，NCM811應用正在提速。

1.政策和行業鼓勵支持方向

2018年發改委印發的《汽車產業中長期發展規劃》中明確要求，到2020年動力電池單體的能量密度要達到300Wh/kg以上,力爭實現350Wh/kg。以我國現有的技術條件，NCM中鎳含量六成以下的正極材料幾乎沒有辦法達到高能量密度的要求，若要實現2020年能量密度達到300Wh/kg的目標，也只有NCM811三元電池能滿足這一要求，所以是我國政府和行業鼓勵的方向。

2.高鎳三元正極材料可增加續航能力

我國普遍使用的三元鋰電池為NCM523，其能量密度能達到160-200Wh/kg,國內少數高端企業可以生產NCM622型號電池，能量密度可達230Wh/kg，而以我國目前的技術，NCM811可以達到280Wh/kg，而且制備技術仍處于演變的過程，相信在技術成熟后能量密度必能達到300Wh/kg以上的要求。NCM中鎳含量越高能量密度就越高，能量密度高就意味著高續航能力，因此高鎳811電池是目前研究的熱點。

3.鈷資源有限導致其價格上漲

全球鈷資源有限，2017年以來材料市場上鈷持續吃緊，導致價格不斷上漲，企業只能通過“降鈷增鎳”以緩解成本壓力，而NCM811正極材料中鈷的比例占據較小，所以受到鈷價上漲的影響小，所以各個電池制造商開始將選材的重心由鈷轉換到價格較為便宜、性能更為穩定的鎳金屬上。

圖1 高鎳電池為何脫穎而出原因

（資料來源：公開信息整理）

高鎳三元正極材料產業化進程中遇到的難點問題

高鎳三元材料電池的安全性受到制造環境、生產設備、流程工藝等多重因素影響，所以高鎳三元材料在產業化進程的過程中遇到很多難點問題。

1.高鎳三元材料合成技術改造困難，制備工藝難度大

合成高鎳三元材料主要方法是燒結法，該方法安全和穩定性能較差，儲存、加工條件苛刻。高鎳三元電池的產業化突破在于電池制造工藝和包裹工藝升級、電池的安全和材料的合理搭配等問題，目前對于這些問題解決仍處于研究狀態，這對動力電池企業的技術創新和產線改造提出了很高的要求。

2.高鎳三元材料合成的關鍵裝備國產化率低

高鎳三元材料在生產環境和前驅體燒結方面的要求比較嚴格，且產品在儲存使用時容易吸潮成果凍狀，難以調漿和極片涂布。因此在高鎳三元材料合成過程中對窯爐設備的要求較高，但目前我國的裝備水平還無法滿足高鎳三元材料的制備要求。

3.高鎳電池在使用過程中存在安全性問題

高鎳電池在使用過程中，尤其是長循環和高溫循環過程中，其顆粒表面會出現一個相轉變，從原來的層狀結構，到尖晶石結構，再到非活性巖石相，引起容量循環性能衰減。另外相轉變過程中也伴隨著氧氣的產生，這樣對安全性存在一定隱患。

4.其他

對于大容量三元材料電池的回收存在標準缺失的問題，目前還沒有大規模的進行拆解回收；高鎳三元材料由于燒結過程中會使用到氫氧化鋰，氫氧化鋰的刺激性氣味非常重，因此需要采用無人操作、自動化且車間封閉的條件。

圖2 高鎳電池產業化進程的難點情況

（資料來源：公開信息整理）

結語

綜上所述，高鎳電池是由于其能量密度高、增加續航能力等原因，一直是政府和行業支持的熱點，但其產業化進程中仍存在合成技術、關鍵裝備、安全性等諸多問題亟需解決，這些問題導致高鎳電池的前景模糊，所以現階段談及高鎳電池大規模的商業化應用還為時尚早。