【EV視界報道】近年來，伴隨着技術的進步和政策推助，中國發展培育出了全球最大的電動汽車消費市場，同時成為了全球最大的電動汽車生產國。
中國電動汽車累計銷量佔世界總量的近50%。據預測，未來5至8年將有大量國Ⅳ標準及以下的在用車輛面臨逐步淘汰替換，這給電動汽車市場帶來較大發展空間。未來5年，中國電動汽車產銷增速預計將保持在40%以上；到2025年，新能源新車佔比有望突破20%。
市場的蓬勃發展，推助了消費持續升級，尤其是高性能電動汽車已經成為市場的新增長點。在市場需求刺激下，動力電池領域也迎來了長足的發展，新材料、新技術不斷湧現，帶來了更優的成本、續航、快充和安全解決方案，這些新的電池產品正在成為電動汽車品牌影響力的重要加分項，不僅給消費者帶來更好的體驗，滿足了多樣化市場需求，更促進了電動汽車產業向高質量發展。
高鎳電池起勢
眾所周知，正極材料佔到了整體電池成本的40%以上，而電池能量密度的提升就主要取決於正極材料的優劣，電池安全性問題，正極材料也是關鍵因素。
根據不同的材料體系，常見的正極材料可分為鎳鈷錳酸鋰（NCM）、磷酸鐵鋰（LFP）、鈷酸鋰（LCO）、鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等，這些正極材料的性能差異，是動力電池技術研發的重中之重，在設計和選用時，需要將比能量、循環性、安全性及成本等因素加以綜合考慮。
三元鋰和磷酸鐵鋰是當前鋰電池正極材料的中流砥柱，各自有着適合的市場定位。磷酸鐵鋰的安全穩定性、充放電循環壽命和成本優勢明顯，但同時也存在能量密度低，充放電效率低，低温表現不佳等問題。
儘管磷酸鐵鋰電池獲得了很多車企的青睞，市場佔有率不斷提升。但是為了提高電動汽車與傳統燃油車的競爭力，電池能量密度就需要達到350Wh/kg以上，單次充電行駛里程超過800公里，這樣的目標若要實現，在很大程度上最終仍然要取決於高鎳電池的發展。
鎳鈷錳酸鋰（NCM）三元材料由LiNiO2改性而來，由於鎳Ni、鈷Co和錳Mn之間存在明顯的協同效應，因此NCM的性能好於單一組分的層狀正極材料，三種元素對材料電化學性能的影響不同。當三元材料中添加的鎳含量大於50%時就成為高鎳三元材料，配比如NCM622、NCM811和NCA，是現今多數電動汽車搭載的電池類型。
今年的上海車展展出的近80款電動車型中，有43款中高端車型已搭載或者擬搭載的都是高鎳電池。在歐洲、北美市場，高鎳電池的滲透率同樣在攀升，特斯拉、大眾、寶馬、戴姆勒、通用、現代等車企都在加碼高鎳電池車型的比例。
行業機構預計，到2025年高鎳三元材料的滲透率將會達到60%-70%以上。值得關注的是，在電動汽車產業迅速發展的同時，電池核心資源供給緊缺的局面正在變得越來越緊迫，鈷屬於不可再生資源，有機構預測到2026年鈷元素將供不應求，價格也難以控制，電池無鈷化是目前多數廠家研究的重要課題，目前的發展趨勢是用鎳替代鈷，能量密度理論上可以達到和三元鋰相當，價格卻比三元鋰明顯下降。
從“三元”到“四元”
四元電池順勢而生，被業界認為能夠更好地解決動力電池在續航里程、快速充電、安全和成本方面的平衡問題，有望彌補高鎳三元電池在成本和安全方面的不足。
作為全球最早量產三元正極材料的公司，在高端純電動和混動汽車上，LG新能源領先的電池技術已經得到全面應用。比如，保時捷Taycan實現了500公里的續航和30分鐘補電80%的快充體驗，提速性能也十分優異。以安全著稱的沃爾沃也在其旗艦車型XC90混動版上應用了LG新能源的電池技術，進一步提升了車輛的安全性能。現代汽車的Grandeur Hev混動車型，也應用了LG新能源的電池解決方案，通過高功率為發動機帶來強勁的動力輔助。
聚焦市場需求，LG新能源還在行業中率先實現了升鎳降鈷的四元鋰電池（NCMA）的量產, 鎳的比例增至90%，既提高了能量密度，也增加了電池容量，鈷的比例則降至5%，可降低電池成本，加入鋁元素的高鎳四元鋰電池有着高能量密度優勢的同時，相比於三元8系材料，將大幅降低放電熱流峯值，並且可以提高達峯的温度，因此具有優異的熱穩定性，抑制了鈷元素的不穩定雜質生成，提升電池循環壽命，保證了安全性，此外，三元電池在低温下比磷酸鐵鋰好的性能也得到保留，解決了北方冬天電池掉電的痛點。
LG新能源還率先將硅氧應用於動力電池的負極材料，2019年在全球最早實現採用硅氧負極的產品量產，具有更高效率的硅氧材料實現了更優異的電池能量密度、快充性能和續航里程。
憑藉高鎳“三加一”的四元正極材料技術，配合成熟的硅氧負極技術，按照中國新採用的更接近實際工況的WLTP標準，LG新能源的新一代四元電池技術可以實現1次充電續航650公里。同時這一技術方案的亮點還在於在能夠在300wh/kg以上的高能量密度基礎上，通過先進的熱管理技術，實現超級快充，充電5分鐘行駛280公里，從而解決了用户目前普遍存在的里程和補能焦慮。
四元鋰電池技術滿足了市場對高性能、高安全的需求的痛點，進一步加速的市場的高端化升級。從降低鈷含量，且有效提升電池性能的優勢來看，四元鋰電池有望成為未來技術的多元化發展趨勢之一，給車企帶來了更多選擇。據瞭解，LG新能源的四元鋰電池技術將有望在通用等品牌的高端車型上得以應用，引領電動汽車步入四元時代。
中泰證券報告測算，目前市場上三元電池成本在800-850元/KWh區間，按照單車帶電60KWh計算，使用四元電池單車可以節省6000-9000元。
羅蘭貝格諮詢公司也做出預測，高鎳電池路線很可能成為未來的新趨勢，四元電池由於自身技術特性優勢，除了對三元電池擁有成本優勢外，有望在更多車型上對磷酸鐵鋰電池產生替代。
結語
也許一場技術革命已悄然發生，高鎳四元電池有能力強化電動車對燃油車的綜合競爭力，必將對電動汽車普及產生深遠影響。