811，你慢慢来
时间:2020-09-06 16:17来源:电动汽车观察家 作者:王凌方
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NCM811动力电池再次成为焦点。
811电池第一次站到聚光灯下，是2年前。宁德时代称其NCM811电池已经可以量产。该电池以高能量密度为特点，满足了车企和消费者对长续驶里程车辆的期待，而且符合政府长续驶里程的政策导向，可以拿到更多补贴。
随后大量车企以搭载NCM811电池作为卖点进行宣传。
这一次，NCM811再次成为焦点，却是因为接二连三的自燃事件。
从5月份至今，广汽Aion S发生多起自燃事件。《电动汽车观察家》从不同渠道证实，大部分自燃的车辆都是搭载的宁德时代NCM811电池。
目前国内车企和电池企业对NCM811电池的态度怎样？如果不用811，有什么其他选择？NCM811的前景如何？
1
Aion S频繁起火
近期，广汽Aion S至少发生了3起起火事故。
5月18日，广州杨桃公园南门东侧停车场内，一辆白色如祺出行的广汽新能源Aion S起火，尾部燃起火焰，殃及右侧一辆奥迪A6L。
此后，8月12日和8月23日，在深圳和海口，又分别有一辆Aion S自燃。
广州杨桃公园南门Aion S起火
在第一次起火事故发生后，有媒体采访广汽新能源总经理古惠南，他表示，起火原因可能是车辆后备箱放置的消毒液引起了大火，目前并未表示事故起因是电芯。而后两起事故，各方也还没有说明原因。
Aion S动力电池配套情况
资料来源：整车出厂合格证数据
广汽Aion S的动力电池供应商目前量产的有宁德时代和中航锂电两家。不过，《电动汽车观察家》根据多种渠道证实，起火的Aion S搭载的多数是宁德时代NCM811电池。这些事件，让业内对NCM811电池安全性产生了疑虑。
2
昔日NCM811受追捧
让我们把时间拨回到2018年，看下NCM811电池刚推出时的情形。
2018年8月，国外媒体Push Evs报道称，宁德时代预计将于2019年推出NCM811电池。
第一个公开表示采用宁德时代811电池的知名纯电车企，应该是蔚来。
2018年年底，蔚来举行的新品发布会上，蔚来汽车创始人李斌表示，采用全球先进的NCM811产品的蔚来ES6汽车将于2019年6月起批量交付。
此后不久，广汽新能源也宣布采用宁德时代NCM811电池。
2019年2 月，Aion S 正式开启预售前，广汽新能源官方宣布，其车型采用宁德时代最新一代的811电池。
2019年3月，华晨宝马X1混动里程升级版上市，成为全球首个应用NCM811的插电混动车型。
2019年4月，在2018年业绩说明会上，宁德时代董事会秘书、副总经理蒋理表示，宁德时代NCM811/石墨体系电芯将在2019年实现量产上市。单体能量密245Wh/kg，相应的系统能量密度可达180Wh/kg，产品将覆盖500km左右的主流车型。
自此，国内车企纷纷宣布采用宁德时代 NCM811 电池，例如蔚来ES6、广汽 Aion S、宝马X1 PHEV、哪吒U等车型，更是将其作为卖点宣传。
截至今年7月，《电动汽车观察家》根据合格证数据统计出的宁德时代NCM811电池大致有7款，车型覆盖大约18款。
不过，在国内，宁德时代并不是第一个推出NCM811的电池企业。2018年5月，比克18650-3.0Ah电芯上市，能量密度达到250Wh/kg，并支持3000次深度循环。
在2018年全球未来出行大会上，接受媒体采访时，时任比克电池总裁解国林介绍说，其高镍811产品大部分已经量产，在电池出货量中的比例已经超过50%，在领途汽车、康迪汽车、小鹏汽车、江淮大众汽车和零跑汽车等多款纯电动车型上搭载。
与此同时看，国内宣称研发、生产NCM811电池的企业数量不少，远景AESC、比克、比亚迪、力神、亿纬锂能、塔菲尔等企业都有相关进展。
一时间，NCM811成为了电池企业和车企的新宠儿。不过，宁德时代的811电池无论在供货量和影响力上，都是其他电池企业的811不能比拟的。
3
转向高压5系
不过，如今宁德时代NCM811隐约出现了下降趋势。
从今年1-7月份合格证数据来看，宁德时代NCM811装车量仍然猛增，而对广汽、威马的装车量有明显下滑，蔚来也有一点下滑。
宁德时代部分采用811电池车型产量情况
资料来源：《电动汽车观察家》根据整车出厂合格证数据整理
减少NCM811电池需求的车企还在增加。
《电动汽车观察家》从私下了解，有些车企打算减少或撤出NCM811电池的使用，例如合众哪吒U和小鹏G3、P7等。
目前小鹏官网上，小鹏汽车G3 520版本无法预订，该车型搭载的就是宁德时代NCM811电池。
现在仍然可以预定的小鹏G3 520i采用的电芯已经不是NCM811，而是宁德时代的NCM523电池。
资料来源：小鹏汽车官网；注：下一步为灰色显示，不能预订
从最新发布的车型，也可以看出车企对NCM811动力电池装车热度明显下降。
近期，广汽、吉利几何、上汽荣威等主流自主品牌新车都更倾向选择NCM5系电池。
不过，他们采用的NCM5系电池，都不是普通的5系电池，而是高压5系电池。
现在高压5系电池通过提升镍含量，提升单体电压，达到能量密度更高的目的。例如，目前宁德时代的高压5系电池单体能量密度能做到240Wh/kg左右，甚至已经超越其NCM811的能量密度；而且通过大模组或CTP（无模组）方式，其高压5系电池系统能量密度可以做到180Wh/kg。
例如，7月预售的荣威R ER6首次运用创新性大模组电池方案，同样搭载NCM523电芯，电池包能量密度达到180Wh/kg，比肩搭载NCM811电池的车型，NEDC续航里程达到620km。
8月初上市的几何C，其搭载的宁德时代5系高电压电芯，单体电压为3.67V，系统能量密度达到183Wh/kg，搭载70度电，NEDC续驶里程为550km。
何为高压5系电池？
某国内大型车企总工程师张先生表示，所谓高压是指，电池最高满充电压，比正常电压电池高0.1至0.2V。
电压高了，电池的单位能量也就多了，能量密度也就提升了。
某电池企业副总裁马先生向《电动汽车观察家》对此进一步解释，所谓高压5系，就是镍含量略微多一些，做到例如Ni55和NCM523中镍的50%，变为55%，电池电压在4.35V。
这样的电池，基本能满足车企的需求，车企就不需要急于采用NCM811电池了。
当然也有车企继续沿用NCM811。7月份，宝马推出iX3采用的也是NCM811。不过，宝马NCM811的电池系统密度只有154Wh/kg，明显低于宁德时代其他NCM811电池系统能量密度170-180Wh/kg的数值。宝马iX3在电池包的刚度、侧面缓冲吸能结构、液体温控设计等方面做了充分防护，牺牲了电池包的能量密度，但是提高了安全性。
资料来源：新能源汽车推广应用推荐车型目录（2020年第7批）
需要注意的是，车企更换电池并非一朝一夕可以完成，需要设计、验证等一系列流程，可见车企更换电芯应该是“预谋”已久，并不是因为NCM811出事，临时起意更换。所以，NCM5系电池能量密度提升和成本优势才是车企转向的根本原因。
当然，车企对NCM811热情下降，说明该电池还有一些问题，需要企业继续优化解决。
4
NCM811生产、应用难度大
目前，国内真正大规模量产的电池企业也只有宁德时代,力神和比克电池。
与此相对应的是，韩国电池企业的谨慎。2017年8月，外媒报道了LG化学、SKI将在2018年推出用于电动汽车的NCM811电池。但是，就在宣布几个月后，这些计划被推迟了。
目前来看，LG化学对特斯拉供货的就是NCM811圆柱电池；SKI对ARCFOXαT供货的是软包NCM811电池。而且ARCFOXαT的量也不是很大。
也就是说，在此之前，国际上NCM811的方形和软包电池，没有大规模的推广。
这恐怕与NCM811电池生产和应用难度大有关。
一家外资电池厂研发负责人陶博士表示，NCM811材料受其高镍含量、表面残碱高、热稳定性差等因素的制约，对正极材料生产厂家及电池企业的生产制造环境及技术水平，提出了更高的要求，因而在一定程度上限制了高镍材料的大规模商业化。
从正极材料角度讲，随着镍含量提高，三元材料的热分解温度降低，放热量增大，带来电池的安全性能变差，这是材料的本征特性。电池的安全性是一项系统工程，不单单来自于正极材料，还与电芯结构设计、电解液配方、隔膜特性、模组和电池包的安全设计、生产过程控制等因素息息相关。
从生产制造角度来看，高镍材料对环境湿度控制的要求更高，会带来制造成本的上升。
值得是注意的是，国内力神和比克的NCM811电池是圆柱电池；而宁德时代是方形电池。
在马先生看来，热失控安全管控方面，圆柱电芯比方形容易些。也有意见认为，圆柱电芯数量倍增，管控难度也就倍增。
不过，全面考察电动汽车的安全，从电芯到模组到系统，再到整车，应该是系统协作，如果出现自燃等事故，可以说是系统失效，不能将矛头直指电芯。在模组、系统和整车层面，整车厂、动力电池厂是否做好相应防护？这一点，也需要从业者明晰。
要知道，外国动力电池厂商高镍产品同样也已经供货，但我们并没有观察到自燃多发的现象。因此，不能就此判了811这一材料路线的死刑。
5
811长期前景仍然乐观
马先生还认为，车企采用高压5系，目前是过渡方案，随着技术及制成成熟度的提升，未来还会回归NCM811电池。
因为车企最终还是会追求更高能量密度的电池，镍含量还会提高。
陶博士对此进一步解释说，对于中镍材料，提高电压可实现电池能量密度的提升，满足部分客户的当前需求；但是对于更高能量密度的追求，高镍材料仍是未来的趋势，无法实现对高镍材料的全面替代。
随着成组效率的提升，大模组和 CTP这些设计一定程度上提升了5系在电池包里的能量密度；但结构空间上不能一味激进设计，会带来电池可制造性和一致性的问题。而且也不能完全弥补5系原本的能量密度缺陷，在超长里程和超高能量密度车型上，NCM811还是比较可行的方案。
上述车企总工程师张先生也提到，如果车企要做到600-700公里续驶里程，NCM811电池就是必需了。
陶博士认为，NCM811还是有潜力可挖的。例如在安全设计上，NCM811电池需要多加防护，但得益于可设计的结构空间比较多，安全性能也能够可观地迭代升级。
一位电池材料生产企业副总经理于先生也认为，产品从前景看还是比较期待，安全问题需要时间来突破，对于NCM811来说，后期如果做到四元无钴产品的话，安全性能够得到更好提升，将会有革命性的进步。“这次起火事件给我们敲响了警钟，还是不能够冒进，这对国内使用NCM811可能会有影响，但还是挡不住行业发展趋势。”
固态电解质也是NCM811电池提升安全性的一个可行性方案。固态电解质燃点高、无腐蚀、不挥发，不存在漏液问题。因此安全性可以再次大幅度提升。
不可否认的是，接连的起火事故，导致NCM811电池短期内的萎缩或许不可避免。但是长期看，随着技术进步NCM811安全性和电池热管理能力会不断提升，未来NCM811电池仍然具有较强竞争力。
此外，比亚迪刀片电池、宁德时代CTP以及江淮蜂窝电池等产品的推出，也让电池企业不再过分追求高镍产品带来的能量密度提升，行业已经从唯能量密度论，发展到各种技术创新百家争鸣的阶段。
这次起火事件，也对电池企业敲响了警钟，冒进不可取，新技术一定要各方充分验证方可大量采用，否则将对新能源汽车产业发展带来极大打击。
(责任编辑：子蕊)
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