“NMC”可能是降低鋰離子電池成本和電動(dòng)汽車未來(lái)的關(guān)鍵因素。NMC鎳，錳和鈷的化合物，這三種元素是電動(dòng)汽車電池的重要成分。它們組合成一個(gè)復(fù)雜的晶格結(jié)構(gòu)，形成了電池的正極，鋰離子的聚集，完成供能。
如今，全球的科學(xué)家都在尋找這三種材料的最佳組合方式，實(shí)現(xiàn)成本更低、重量更輕，充電更快，安全性更高的性能大滿貫。分析人士表明，NMC下一輪的技術(shù)變革影響電動(dòng)汽車的騰飛。目標(biāo)：電動(dòng)汽車擊敗傳統(tǒng)汽油汽車的高價(jià)，削減溫室氣體排放。
彭博新能源財(cái)經(jīng)（Bloomberg New Energy Finance）儲(chǔ)能主管詹姆斯·弗里斯（James Frith）表示：“最近幾年，成本降低是NMC的變化?！?/p>
電力研究所高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理Haresh Kamath說(shuō)，“大多數(shù)車載電池是已這三種元素的組合，但唯獨(dú)特斯拉是個(gè)例外，去年底已申請(qǐng)先進(jìn)的NMC電池的專利。
下一代電動(dòng)汽車電池簡(jiǎn)稱為NMC 811，將8種鎳元素與1種錳和鈷元素組合在一起，這將更依賴鎳。
弗里斯說(shuō)：”在中國(guó)NMC 811電池技術(shù)處于領(lǐng)先地位，預(yù)計(jì)今年上市，真正打入全球市場(chǎng)時(shí)間預(yù)計(jì)是在2021-2022年。”
在兩位美國(guó)科學(xué)家的足跡追隨下，美國(guó)能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)緊追追逐汽車電池的研究，他們共同分享了因開(kāi)發(fā)鋰離子技術(shù)而獲得的2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（Energywire，2019年10月16日）。
在美國(guó)能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)里，汽車電池的研究緊跟因發(fā)展鋰離子技術(shù)獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的兩位美國(guó)科學(xué)家的腳步而展開(kāi)(Energywire, 2019年10月16日)。
分析人士說(shuō)，在特朗普態(tài)度反對(duì)的情況下，不利于先進(jìn)的NMC電池競(jìng)爭(zhēng)性發(fā)展。
能源與自然資源委員會(huì)高級(jí)成員、參議員R-Alaska和De.Va.，近日提出《美國(guó)能源創(chuàng)新法》，成立技術(shù)轉(zhuǎn)型部門，可進(jìn)行對(duì)先進(jìn)汽車制造技術(shù)的研究，開(kāi)發(fā)和商業(yè)應(yīng)程序（《E＆E日?qǐng)?bào)》，2月27日）。
由眾議院能源和商業(yè)委員會(huì)主席發(fā)起的“為國(guó)家的未來(lái)采取的氣候和環(huán)境行動(dòng)”，在10年內(nèi)投資250億美元，指導(dǎo)能源部長(zhǎng)加快國(guó)內(nèi)電池和其他電動(dòng)汽車技術(shù)的生產(chǎn)（《E＆E每日新聞》，2月26日）。
NMC元素三者區(qū)別較大，其中鈷價(jià)格昂貴，最大來(lái)源自剛果；錳含量豐富，起支撐穩(wěn)定作用；鎳最為珍貴，如果鎳含量過(guò)高控制不佳會(huì)引起著火，因此，NMC 811設(shè)計(jì)存在風(fēng)險(xiǎn)。
十年前的第一批NMC 111電池，化成成分等量?，F(xiàn)在最常見(jiàn)是NMC 622，即錳和鈷的比例為六比二。
研究和制造經(jīng)驗(yàn)的積累，鎳的作用突進(jìn)，助推電池成本從十年前的1100美元/kWh穩(wěn)步下降，去年降到156美元/kWh。與汽油動(dòng)力汽車相比，電動(dòng)汽車的電池組價(jià)格必須為100美元/kWh，兩者才能達(dá)到平價(jià)。預(yù)測(cè)，到2023年，將接近該價(jià)格。
當(dāng)前NMC的混合或變化是否根據(jù)高產(chǎn)量和豐富經(jīng)驗(yàn)而達(dá)到該價(jià)格還待定。
卡馬斯說(shuō)，“NMC 811這種混合形成能量密度和成本的最佳組合，也是更危險(xiǎn)的組合?！?/p>
Wood Mackenzie的高級(jí)研究分析師Milan Thakore表示：”隨著組合數(shù)升至811，熱失控的風(fēng)險(xiǎn)增加，電池易著火，管控方面需要更全面。去年，中國(guó)有幾款電動(dòng)汽車采用了高鎳陰極化學(xué)物質(zhì)，主要生產(chǎn)商是與寶馬、本田和現(xiàn)代合作的現(xiàn)代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.)。韓國(guó)SK創(chuàng)新的811呼聲最高，去年聲稱所有的工廠都能生產(chǎn)811，但未得到證實(shí)。”
弗里斯說(shuō)，”鎳的控制一直是堅(jiān)持不懈之旅，它對(duì)水分和溫度變化敏感，設(shè)計(jì)和制造需要格外小心。”
一些分析人士說(shuō)，在中國(guó)，電池開(kāi)發(fā)方面的領(lǐng)先可能與消費(fèi)者訴訟案件降低有關(guān)。
帶領(lǐng)50名科學(xué)家的團(tuán)隊(duì)，耗時(shí)兩年研究鈷的能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的材料科學(xué)家杰森·克羅伊（Jason Croy）說(shuō)，“防止富鎳電池過(guò)熱和著火是當(dāng)務(wù)之急。該元素在混合物中所占份額的增加，陰極表面的穩(wěn)定性受到侵蝕?？紤]NMC原子結(jié)構(gòu)，并試圖預(yù)測(cè)處理表面故障時(shí)，哪些元素或策略最有用，希望能有進(jìn)展。“
隨著電動(dòng)汽車的繁榮發(fā)展，鋰和石墨作為電池關(guān)鍵的部件，其供應(yīng)也會(huì)變得緊缺（Energywire，2019年10月30日）。
不過(guò)最大的供應(yīng)難題仍是鈷，麻省理工學(xué)院(mit)的研究人員說(shuō)，“鈷受剛果民主共和國(guó)(DRC)政治穩(wěn)定的影響，其他地區(qū)資源的開(kāi)發(fā)較為困難。有材料，但價(jià)格成為問(wèn)題?！?/p>
三種化學(xué)元素撬動(dòng)電動(dòng)汽車未來(lái)
Croy說(shuō)：“我們研發(fā)下一代NMC，致力于大幅降低或完全消除鈷，到2025年電動(dòng)汽車市場(chǎng)真正騰飛時(shí)，鎳的供應(yīng)可能是一個(gè)問(wèn)題，需求特定鎳礦的供應(yīng)。”
鋰離子電池內(nèi)部非常復(fù)雜，新研發(fā)成功的電池，裝入汽車內(nèi)部還需經(jīng)過(guò)汽車公司花費(fèi)大量的時(shí)間測(cè)試審核，如果應(yīng)用于下一代汽車的過(guò)程可能需要五到六年時(shí)間文章來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
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