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国轩高科看衰811电池：安全问题未解决！锂电池真的不安全吗？
近日，和讯 汽车 从相关媒体获悉，国内著名动力能源公司国轩高科副总裁徐兴无在接受媒体采访时表示，三元锂811电池的安全问题目前仍没有完全解决，其应用应该缓一缓。
徐兴无认为，虽然动力电池未来的发展是高能量密度、长循环寿命和低成本，但前提必须是安全，如果总是出安全事故，不仅对消费者不负责，也影响整个行业的信心。目前没有足够数据证明811电池的安全问题得到了完全解决，所以应该缓一缓，等技术真正成熟之后再大批量装车。
近段时间以来，国内已发生了多起电动车起火事故，其中部分原因是由于搭载的三元锂电池发生外力撞击或高温后起火导致。这也导致新能源车安全性、三元锂电池安全性的话题重新引起人们的热议。
而我们俗称的811电池就是三元锂电池的一个代表，全称为NCM811三元锂电池，即正极材料中为镍钴锰，同时含量比例为80%：10%：10%的三元锂电池，是目前最高能量密度与最高技术含量的锂电池。由于NCA电池技术壁垒高，且日企垄断了NCA材料市场，中国电池制造商在多重因素下，大多选择NCM路线。
而使用NCM811电池的主要目的就是提升能量密度。现在多以523和622型为主，单体能量密度在200Wh/kg，而NCM811电池一举突破300Wh/kg，相当于能量密度提升了50%，这相当于同样体积的电池仓，可以携带更多的锂电池，或者大幅降低锂电池质量。
此外，811电池的成本也相比其他电池要更低，因为钴的成本一直在上涨，减少钴的含量就可以降低生产成本。在使用811电池后，普遍成本可以降低8%的成本。以特斯拉Model 3为例，它使用的2170电芯将正极材料中所需钴的含量降低到 10%以下，甚至低于其他电池产商生产的下一代NCM811电池中钴含量。
当然，凡事有利就有弊。811电池尽管拥有更高的能量密度和更低的成本，但存在的安全隐患也要比其他电池更大。随着镍含量的提高，正极材料的稳定性随之下降，在遇到高温、外力冲击等情况时，高镍电池会存在安全隐患，且高镍电池充电时产气会导致电池鼓胀也是一个待解的问题。作为应用到 汽车 产品中的关键部件，高镍产品在安全方面仍然需要有更大程度的改进，可以说这是未来三年要努力克服的问题。
此前有网友为了验证三元锂电池能否通过针刺测试，进行了一次硬核的三元锂电池穿刺实验。据博主@锂电大全小鱼介绍，其进行穿刺实验的电池为宁德时代811三元锂电池单体。然而从钢针刚穿刺电池后，电池内部就发生了剧烈膨胀现象。而后，电池单体瞬间爆炸，同时伴随有起火现象，电池开始剧烈燃烧，电池内部物质向外喷射而出。很显然，该款三元锂电池单体没能通过穿刺测试。
当然，完全穿刺的测试确实是相对比较严苛的测试方法，在日常驾驶中，哪怕发生比较严重的交通事故，也很难触发这个场景。另外值得一提的是，不光811电池不能顺利通过穿刺测试，由于三元锂电池的特性，至今没有任何一款锂电池可以顺利通过该测试。
根据工业和信息化部公布的GB 30381-2020《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》中，特别提出了电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间。
这个夏天，广汽新能源Aion S的车辆自燃情况案例出现不少，这台车就搭载的是811电池，这让Aion s的电池能量密度达到了180Wh/kg，在电池组容量为58.8kWh的情况下，便可以轻松突破500km续航大关。
此外宝马X1插电混动版本、蔚来ES6、吉利几何A，以及刚刚上市的小鹏P7等车型，均搭载了NCM811电池，换句话说，如果想要实现更长的续航表现，搭载811电池似乎是最快、成本最低的方案。
当然，811电池的安全性就像当年被诟病无数的双离合变速器一样，尽管天生就存在缺陷，但凭借着其他方面出色的表现依然无法令人拒绝，未来如何在续航、成本、安全等方面做出综合考虑，对 汽车 厂商来说，也是一个值得思考的问题。
不过，随着近些年补贴退坡以及三元锂电池频繁发生起火事故，不少车企制造厂商又重新把目光投在了磷酸铁锂电池身上。
相较于三元锂电池，磷酸铁锂电池的能量密度和低温放电性能的表现要差一些，同时充电速度方面也不具备优势，但磷酸铁锂电池存在天生的优势——安全性。相比之下，磷酸铁锂的热稳定性是目前车用锂电池中最好的：当电池温度处于500-600℃高温时，其内部化学成分才开始分解，因而基本不会存在自燃的问题。
此前几年，因为能量密度低和冬天耐低温效果不好，成本更低的磷酸铁锂电池还被看作是低端电池的代表，只有少部分厂商运用在低端车型上。然而随着技术的提升，磷酸铁锂电池的性能也得到了快速发展。以磷酸铁锂电池为基础的比亚迪的“刀片电池”就是很好的例子，不仅可以顺利通过“针刺测试”，还可以将车辆的续航能力提升50%，在安全性和能量密度方面做到了很好的平衡。
广汽最新的电池测试，真的能解决锂电池问题吗？
最近，广汽弹匣，的电池针刺试验将新能源电池的安全性推到了前沿。原因不是测试中有翻车，而是人们对这种针灸测试普遍表达了不同的看法。
这个“针刺”不是另一个“针刺”
首先要承认，针刺试验是电池安全测试中最重要的手段。到目前为止，在300多项锂电池安全性测试中，公认最严格的测试还是针灸测试。如果一个厂商能通过这个测试，那绝对值得表扬。
而2015年国家《电动汽车用动力蓄电池安全要求》版(旧国标)和2020年国家版(新国标)对针灸试验的目的、标准和试验方法完全不同。前面说的是老版本的针刺试验，针对的是单细胞的针刺试验要求。
但是因为这个测试太严格，行业内只有少数企业能通过，大部分企业都过不了。因此，2018年1月24日，工信部发布了新的国家标准草案征求意见，取消了对单细胞的针刺试验要求。
新版，即2020版(新国标)，从今年1月1日起正式实施。它不再要求单体电池的针测，而是要求三元锂电池热失控后对热扩散的保护和控制，使其能通过新的国家标准。整个包装测试用于盒式电池测试。单节电池由“弹夹”隔开，形成一个安全舱，热管理用于快速冷却散热损失的电池。
这就是为什么弹匣电池在测试时仍然会发热冒烟的原因。市面上大部分品牌其实都可以通过物理隔断的方式实现对热传导的阻断。只要电动车通过新国标，大部分都是用这个思路，广汽不是唯一。
这就是问题所在。既然分开电池是可行的，安全性是否应该得到保证？在我看来，显然作为单体电池弹，热失控问题并没有得到解决(弹匣电池针刺后温度达到686度)，仍然是随时有热失控风险的弹药。而且电池系统的保护有老化失效的风险，根本没有解决，风险还是很大的。
此前，同样通过电池针刺测试的比亚迪刀片电池，确实是按照旧国标方法进行测试的，在埃安， 广汽采用电池单体裸针测试，而不是全包测试，显然，比亚迪刀片电池的说服力更强。广汽杂志电池针刺测试真的能解决锂电池的安全问题吗？
简而言之，新的国家标准实际上承认电池会发生热失控，三元锂电池的热失控是每个人都难以解决的。现在新国标真正的检验指标改为“逃逸时间”，即电池热失控后，应允许乘员逃逸不少于5分钟。在2021年1月的电动汽车100人委员会上，比亚迪呼吁将国家标准的逃生时间延长至30分钟。
此外，广汽的杂志电池针刺测试没有公布测试电池是523、622还是811。先做个普及。目前三元锂电池分为523、622、811三种电池，分别代表三元锂电池正极材料中镍、钴、锰的比例。镍的比例越高，动力电池组的能量密度越大。但是镍含量越高，电池的热稳定性越差，也就是越容易失控。这也是近年来电池自燃事故频发的原因，811动力电池居多。市场逐渐开始回避高镍811三元锂电池，甚至开始倒退，使用多年前的低镍523三元锂电池。
号称量产元年？高镍811动力电池需冷静
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1.高镍NCM811在政策和市场的双重作用下，成为中国电池厂商的热门目标。2.自行车、天津李绅、 比亚迪 、彭辉能源、亿威锂能等动力电池公司。已全部投入NCM811技术路线的研发和生产。3.国内专家认为，NCM811的安全性和循环寿命仍是短期的，还面临技术、上游材料供应等瓶颈。同时，他们担心NCM 811上市太快。4.业内专家预测，NCM811电池2022年后可以商业化。
为什么高镍811三元锂电池风大？
NCM811，即正极材料中Ni、Co、Mn含量比为80%: 10%: 10%的三元锂电池，代表了目前三元锂电池领域能量密度最高、技术含量最高的路线。镍钴锰NCM和镍钴铝NCA是三元锂电池。由于NCA电池的高技术壁垒和日本公司对NCA材料市场的垄断，中国电池厂商在综合技术条件、工艺、成本等多重因素下，大多选择NCM路线。
根据镍、钴和锰的不同用量比例，镍钴锰三元锂电池可细分为111型、523型、622型和811型。镍在锂离子电池中的主要作用是增加克容量，使电池的能量密度更高。公开数据显示，NCM811材料的克容量可达190mAh/g，高于目前国内主流动力电池NCM523的166 mAh/g。
NCM811成为中国电池厂商的热门目标，原因有很多。首先，国家政策不断将动力电池的能量密度作为引导新能源汽车产业发展的关键指标，同时新能源补贴与动力电池的能量密度直接挂钩。此外，根据《汽车工业中长期发展规划》，目标是到2021年动力电池能量密度达到300Wh/kg以上，力争达到350Wh/kg，系统能量密度达到260Wh/kg，成本低于1元/Wh。
从行业现状来看，NCM523的最高能量密度为200Wh/kg，NCM622和NCM811的最高能量密度可达230Wh/kg和280Wh/kg以上。如果用三元锂电池实现2021年260Wh/kg的目标，可能只有NCM811能胜任。
其次，作为三元锂电池的关键材料，钴金属价格暴涨，迫使电池企业选择NCM811路线。随着近年来三元锂电池市场的发展，锂、钴等金属资源趋紧，尤其是金属钴，价格从2021年底的27万元/吨上涨至2021年底的53.4万元/吨，大幅上涨97.8%。而目前一吨电解镍的价格才11万多一点。81路线可以提高镍的含量，降低钴的含量，也可以降低成本。
很多企业进入高镍811
在新的政策和市场环境下，许多中国电池企业宣布或规划了RD和生产高镍811项目，因此2021年也被业内称为高镍811量产元年。
今年5月，Bike Battery率先宣布量产3.0Ah圆柱形18650电池NCM811，电池能量密度提升至250Wh/kg。作为国内最早量产NCM811电池的企业，BIC提供的客户名单显示了行业对新技术路线的热情:据介绍，BIC NCM811电池已应用于零跑、小鹏、杜云、江淮、SAIC大通、BAIC新能源等企业。彭辉能源还透露，公司NCM811材料的2.8Ah和3.0Ah圆柱形18650电池已经量产，并开始向相关整车厂商供货。
除了BIC和彭辉能源声称拥有量产能力外，国内部分电池企业宣布未来布局高镍811。郭萱高新年初宣布研发出能量密度为302瓦时/千克的三元811柔性电池单体。目前已开始建设相关产品的中试线，计划2021年建成生产线。此外，郭萱高新决定为福特和Zotye合资开发的首款车型提供三元622动力电池。
天津李绅是中国少数几家同时规划NCA和NCM航线的电池公司之一。李绅计划到2022年将乘用车单体电池的能量密度提高到350瓦时/千克。目前，天津李绅NCM811已小批量供货，NCA被列为企业长期计划。
比亚迪今年6月宣布，NCM811动力电池研发取得重大进展，将于2021年下半年投入使用。在与 长安汽车 成立动力电池合资公司的基础上，比亚迪将投资50亿元在重庆建设10GWh高镍811电池产能。
但部分企业对NCM811的技术路线持谨慎态度。作为中国第一大动力电池出货公司，有报道称当代安普瑞斯科技有限公司在2021年推出了高镍811电池，但官方拒绝对此报道置评。同时，在车企方面，奇瑞新能源也表示没有购买NCM811的计划，因为NCM811的技术成熟度和安全性还有待验证。
放眼全球市场，除了松下为 特斯拉 独家供应NCA电池外，以SK和LG化学为首的韩国企业在RD的进展并不顺利。今年年初，韩国 现代Kona EV搭载LG Chem NCM811柔性电池的纯电动SUV发布，双方同意在年内投放市场。2021年8月底，韩国SK宣布今年8月量产电动车用NCM811电池。然而，LG化学最近证实，今年将只为电动公交车生产圆柱形NCM811电池。SK确认将推迟推出用于电动汽车的NCM811电池。
专家:NCM811系统2022年后需要加强和商业化。
“目前制约NCM811量产的主要原因是工艺水平，其次还有一些技术瓶颈有待解决，高镍三元材料供应体系不完善。”2021年开始从事高镍三元材料研发的动力电池专家马俊峰认为，NCM811对制备工艺、设备和生产环境的要求极高，是限制NCM811规模化应用的主要因素；而且，NCM811对支撑高压电解液、隔膜等材料的要求远高于普通三元电池，同时对电池热管理等下游技术门槛较高，导致NCM811距离实际商用还有很大距离。
许多行业专家对此持有相对一致的观点。“NCM811系统需要验证。目前不具备商业运营能力。预计2022年后可以商用。”国家863重大电动汽车专用动力电池检测中心、中国北车研究院动力电池实验室主任王子东认为，就目前技术而言，高能量密度电池往往存在使用寿命低、安全性差等问题，需要在批量应用前解决。
在马俊峰看来，能量密度的单一提升是在牺牲动力电池其他性能的前提下进行的。即使松下为特斯拉提供了单节能量密度为300Wh/kg的21700NCA电池，其电池的循环寿命也没有达到目前主流三元材料电池的2000倍+的水平。
“当BIC在内部测试NCM811时，在不到1000次循环后，它会衰减到80%以下，这在早期研发中尤为常见。”自行车技术人员说。作为国内第一家量产NCM811电池的企业，BAK电池NCM811电池累计装机量已超过0.3GWh，占动力电池整体市场份额的1.3%。即使在RD和生产方面有一些成熟的经验，比克也无法避免牺牲电池一定循环寿命的负面影响。
" 江淮iEV7S 搭载bicncm811电池"
为了避免高比能量电池寿命降低的影响，各家车企采取了不同的措施。特斯拉通过将电池系统的容量提高到100千瓦时，降低了单个电池单体的单次放电深度，从而变相延长了动力电池的使用寿命。使用比克NCM811电池的江淮也表示只购买单体电池。"我们自主研发和应用电池组、电池管理系统和电池液冷等技术."JAC乘用车营销公司副总经理王光宇也告诉，目前JAC只有iEV7S和iEVA50两款车型使用比克NCM811电池。
除了循环寿命不理想外，NCM811电池的安全性也低于普通三元锂电池。“从材料性能来看，NCM811电池的寿命和过充安全性不如NCA电池，钴的使用量也高于NCA电池。”中国科学院物理研究所研究员黄说:“我对企业只有一个建议。不要跟风。”
“高镍三元材料的安全性可以通过材料改性、表面包覆、提高电压和调整阳极材料等方式来提高。NCM811的高比能、长循环寿命和高安全性可以同时存在，但目前在国内还达不到这个水平，三五年后可能会实现。”马俊峰为人爽快，无论是他之前团队生产的产品，还是目前NCM811产品在其他市场的应用，表现都是“一般”。
“即便是三星SDI、LG Chem等制造技术和质量控制水平先进的韩国公司，也宣布推迟NCM811电池的规模化生产和应用，可见技术路线仍不成熟。”
总结:NCM811作为目前动力电池领域能量密度最高、技术含量最高的路线，在政策和市场的双重作用下，成为国内众多电池公司的重点布局。然而，高比能和长循环寿命、高安全性，在不成熟的技术和材料等综合因素的作用下，仍然是相悖的。无论是业内专家还是新能源从业者，都没有人想打破中国新能源弯道超车的可能，但我们还是应该理性地看到，NCM811要想得到广泛应用，还有很长的路要走。
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811三元锂电池寿命
比亚迪三元锂电池组寿命平均水平是在500-1000次，做得好的，则可以达到1000次以上。动力电池的寿命还和我们的用车习惯，外部环境温度，充电习惯等有直接的关系。三元锂电池组使用寿命高达120万公里。成为不少电动车潜在买家的首选。寿命时间的话大概是3年。
三元锂电池：
当前，特斯拉的续航表现优秀，主要原因是其使用了镍钴铝（NCA）三元锂电池。能量密度高，制作工艺要求及成本都较高，但是结构不稳定，容易发生热失控，这也是特斯拉的“事故”频上演的主要原因。
而国产电动车主要使用镍钴锰（NCM）三元锂电池，含有锰元素后，电池稳定性更加，同时镍元素比例降低，电池也更安全。而811三元锂电池，就是镍钴锰电池中的一种“最优解”。该电池的结构，即正极材料中为镍钴锰。
同时含量比例为80%：10%：10%的三元锂电池。单体能量密度可达到300Wh/kg，这也是国产车使用了811三元锂电池后，续航力能普遍暴增的原因之一。但是，811型电池也是存在隐患的。随着镍含量的提高，正极材料的稳定性随之下降。
循环充放电以及高温下，容量加速衰减，电池使用寿命下降，同时热失控的自燃风险也上升。因此，目前动力电池领域，针对容量、安全性两个方面，很难做到完美平衡。更多的是一种取舍。这也是当前，包括宁德时代、LG、松下等电池厂商具体，迫切开发寻找新电池技术的重要原因。
