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動力電池高鎳化、大容量趨勢增大安全隱患?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年11月16日  

國內的電池企業對于電池的物理性能尤其關注,目前展開競爭的熱點仍在能量密度、快充以及循環次數上,對于降低產品價格目前并無特別有效的方法,對于安全性則較為忽略。隨著電池正極材料逐漸向高鎳三元切換,安全性將日益成為決定電池企業命運的關鍵力量。

不同組分的三元材料中,鎳含量越高的材料,容量也越高,但其表面的碳酸鋰和氫氧化鋰雜質越不易控制,很容易出現雜質超標的情況,這些殘留鋰化合物主要是Li2O、LiOH〃H2O、Li2CO3等堿性物質,殘留物越多,材料表面的PH值越大。堿性物質在空氣中容易吸潮,導致材料表面和水反應,或使材料在調漿時黏度變大,或者將多余的水分帶入電池中,造成電池性能下降。調漿黏度變大的原因是黏結劑PVDF團聚,使正極漿料黏度變大難以過篩,情況嚴重時漿料變果凍狀,成為廢料。

高鎳化、大容量趨勢增大安全隱患,車企決策更加審慎

過量水被帶入電池的后果更加嚴重,首先是消耗的鋰鹽增加,副反應增加,使電池內阻變大、自放電高、衰減快,而且還會伴隨大量氣體產生;電池內氣體的產生會使軟包電池發生賬期、鋁殼電池鼓殼、圓柱電池高度超標,嚴重時防爆閥開裂,導致電池失效等。過量的水還會和電解液反應生成氫氟酸,腐蝕電池內部的金屬部件,造成電池漏液。當負極有鋰析出時,析出的鋰遇到水會發生劇烈反應,產生氫氣和大量的熱,引發嚴重的安全問題。水分超標的電芯在化成時會產生大量氣體,研究發現,氣體成分中氫氣含量明顯增大。此外,副反應產生的氟化氫氣體不僅會與鋁箔反應,還會和正極材料反應造成電池性能變差。

大容量也將導致電池系統的安全隱患增加。由于電池系統是由成百上千個電芯串并聯而成,一個電芯出現過熱起火就可能會導致整個電池系統發生熱失控事故,對于方形和軟包電池類似風險更加突出。隨著電池系統容量的增加,在電芯安全系數不變的情況下,電池系統的事故風險將出現上升,因此車企在選擇供應商時將更加審慎,務求在電芯維度上提高安全性,從而確保電池系統的安全系數。

其他方面,能量密度的重要性體現為它是提升電池性價比的關鍵點,但當前市場對于能量密度的過度追求是因為我國補貼政策的積極鼓勵,由于電池能量密度與安全性本質上存在沖突,未來對于能量密度的追求將趨于理性。現階段動力電池的需求仍由補貼驅動,其定價機制也由補貼強度控制。大容量電池對于電池的放電倍率和循環次數要求大為降低,高倍率的充電能力仍是電池發展的重點方向。

由于動力電池在這五大因素上呈現出差異,當前行業的首選競爭戰略是差異化,預計龍頭企業將迅速獲得高份額,行業格局走向清晰。投資建議與投資標的盡管行業呈現階段性過剩局面,安全性等要素將使得行業呈現高集中度的格局,龍頭企業及其供應鏈企業值得重點關注。

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