2018年是高鎳811的元年，隨著國(guó)家補(bǔ)貼政策直接與電池能量密度掛鉤，三元電池特別是高能量密度的高鎳811電池成為國(guó)內(nèi)許多電池企業(yè)的必然的選擇，同時(shí)，伴隨著鈷價(jià)格的高漲，高鎳811 成為動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢(shì)。三元正極材料分為鎳鈷錳酸鋰（NCM）和鎳鈷鋁酸鋰（NCA），國(guó)內(nèi)主要采用NCM技術(shù)路線，日韓采用NCA技術(shù)路線。NCM按照鎳鈷錳三者的比例又可以分為111、532、622、811。我們經(jīng)常提到的高鎳主要為811正極材料。

高鎳811正極材料之所以受到國(guó)內(nèi)電池企業(yè)的歡迎，是因?yàn)椴捎?11作為正極的電池具有較高的能量密度、相對(duì)較為穩(wěn)定的價(jià)格和對(duì)環(huán)境比較友好。

高能量密度優(yōu)勢(shì)明顯，滿足補(bǔ)貼新政能量密度要求

國(guó)家發(fā)展改革委和科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，明確到2020年，新能源汽車年產(chǎn)銷達(dá)到200萬(wàn)輛，動(dòng)力電池單體能量密度達(dá)到300Wh/kg以上，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)350Wh/kg，系統(tǒng)能量密度力爭(zhēng)達(dá)到260Wh/kg、成本降至1元/Wh以下。到2025年，新能源汽車占汽車產(chǎn)銷20%以上，動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到350Wh/kg。現(xiàn)有技術(shù)情況下，以磷酸鐵鋰和622以下的正極材料是很難達(dá)到這個(gè)要求的，而只有以高鎳811為正極材料的電池才能保證能量密度達(dá)到300wh/kg以上的要求。

成本優(yōu)勢(shì)明顯，滿足補(bǔ)貼退坡下需求

高鎳811正極材料里面鈷的比例較其他三元材料的鈷比例低，受到鈷價(jià)上漲的影響較小，價(jià)格也比鈷酸鋰價(jià)格低很多。進(jìn)入2018年，隨著各大電池廠紛紛開始布局甚至量產(chǎn)高鎳811電池，高鎳811正極材料的需求量和價(jià)格不斷增長(zhǎng)，進(jìn)入2018年價(jià)格增長(zhǎng)達(dá)到265元/kg，但跟鈷酸鋰400元/kg的價(jià)格比起來(lái)還是非常具有優(yōu)勢(shì)。以圓柱18650為例，單顆電芯重量為47g，所需高鎳811正極材料重量為17g左右，單位電量所需811的量為17g/wh，單位電量811成本為0.42元/wh，單個(gè)電芯所需高鎳811正極材料成本大概為3.5-4元左右，占總材料成本的40-50%，是電池成本里面占比最高的一部分。

乘用車企業(yè)率先應(yīng)用，拉開811產(chǎn)業(yè)化的序幕

由于811電池具有較高的能量密度，能夠在較小的重量?jī)?nèi)提供較高的電量，所以開始時(shí)主要在乘用車上面使用，如東風(fēng)、云度、江淮和小鵬等，車輛續(xù)航里程普遍達(dá)到300km以上。

圓柱電池企業(yè)先下一城，率先搶占高鎳811產(chǎn)品

高鎳811電池所具有的性能優(yōu)勢(shì)讓其在車用動(dòng)力電池領(lǐng)域非常具有競(jìng)爭(zhēng)力，各大圓柱電池企業(yè)包括比克、力神、鵬輝、遠(yuǎn)東福斯特等都已經(jīng)研發(fā)或者和量產(chǎn)出高鎳811產(chǎn)品。

高鎳材料需求空間廣闊，材料企業(yè)積極布局

高鎳811材料價(jià)格和需求的增長(zhǎng)，也吸引了大批材料企業(yè)的集中布局，如容百、當(dāng)升、杉杉、巴莫等都公布了自己的高鎳811材料產(chǎn)能規(guī)劃。

2017年，全年只有少量電池廠在生產(chǎn)高鎳811電池，加上各類研發(fā)和試驗(yàn)所需的材料，其需求量還比較少。進(jìn)入2018年，各大圓柱廠商的811產(chǎn)線經(jīng)過(guò)設(shè)備調(diào)試和人員培訓(xùn)，已經(jīng)布局到位，811電池的全年平均實(shí)際產(chǎn)能將會(huì)達(dá)到7Gwh左右，所需的811材料大概在13600噸。而進(jìn)入2019年，811材料在方型和軟包電池上的應(yīng)用將會(huì)更加成熟，811材料的需求量會(huì)不斷增長(zhǎng)。

雖然811擁有這么多的優(yōu)點(diǎn)，但是在使用的過(guò)程中，也面臨著一些問(wèn)題：

1、循環(huán)過(guò)程中的Ni/Li混排，產(chǎn)生相變反應(yīng)，由于鋰離子的傳輸速率在顆粒內(nèi)部各部位不相同，所以在充放電過(guò)程中會(huì)逐漸建立鋰離子濃度梯度，并且缺鋰的程度由表及里逐漸減小，表層晶格的扭曲程度最大，發(fā)生相變反應(yīng)的概率也最大，這就是所謂的表面重構(gòu)，這種表面重構(gòu)現(xiàn)象和材料中Ni元素的含量有密切關(guān)系，進(jìn)而誘發(fā)應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng)。

2、材料表面與空氣和電解液容易發(fā)生副反應(yīng)，對(duì)于NCA材料而言，即便是未循環(huán)過(guò)的原始材料，只要暴露在空氣中，其表面也存在一層類NiO相，并且和電解液接觸的一瞬間就會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成更多類NiO相。而對(duì)于NCM材料，由于Mn元素以+4價(jià)的形式存在，為了保持電荷平衡，必然存在一部分Ni以+2價(jià)形式存在，在合成過(guò)程中表層會(huì)出現(xiàn)一層NiO相。

3、高溫條件下材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差和表面催化活性較差。

811產(chǎn)品的問(wèn)題現(xiàn)在主要通過(guò)元素?fù)诫s和表面修飾的方式來(lái)解決解決。1、元素?fù)诫s：如Mg和F等，可以有效減弱循環(huán)過(guò)程中和高溫高充電截止電勢(shì)下的相變反應(yīng)；2、表面修飾：一方面包覆的厚度需要足夠大且均勻，以抑制表面的副反應(yīng)從而保護(hù)活性物質(zhì)，另一方面表面包覆層又需要盡可能的薄，以保證Li+的傳導(dǎo)不受阻礙。

由于高鎳811的高溫穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，生產(chǎn)工藝比較難以掌控，現(xiàn)階段主要在生產(chǎn)工藝比較成熟的在圓柱電池上面實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，如比克、力神、鵬輝、福斯特等，而方型和軟包電池現(xiàn)在都還處在研發(fā)和測(cè)試階段，暫時(shí)還沒(méi)有量產(chǎn)的產(chǎn)品，預(yù)計(jì)最快也要2019年才能推出。在補(bǔ)貼跟能量密度掛鉤的情況下，圓柱電池企業(yè)將有不錯(cuò)的表現(xiàn)，而方型和軟包電池企業(yè)則面臨著很大的挑戰(zhàn)。