本文目录一览：
- 1、三元锂电池811是什么意思
- 2、811三元锂电池和523三元锂电池有什么区别?
- 3、三元锂电池不安全为什么还用?
- 4、对811三元锂电池穿刺测试瞬间爆炸，安全性真是新能源车的殇？
- 5、811三元锂电池寿命
- 6、号称量产元年？高镍811动力电池需冷静
三元锂电池811是什么意思
811指的就是正极材料中镍钴铝或镍钴锰按8：1：1的比例进行搭配的三元锂电池。以这种比例搭配的三元锂电池能够有效提高电池能量密度，让电池体积不变的情况下容纳更多的电量。
以这种比例搭配的三元锂电池的优势非常明显，它能够有效提高电池能量密度，让电池体积不变的情况下容纳更多的电量，这么说大家应该就理解了。
而今年采用全新811三元锂电池的新车大家也能够耳熟能详，例如吉利的高端纯电品牌车型 几何A （ 查成交价 | 车型详解 ），拥有410km 和500km两种超长续航车型，电池组方面配备了宁德时代生产的51.9kW·h和61.9kW·h高容量三元锂电池，能量密度符合19年国家最高补贴标准。同时不仅在续航和电池方面的科技遥遥领先于同级车型，而且几何A还搭载了L2 Plus自动驾驶等前沿配置，在目前的同级车型里几乎没有直接竞争对手，其补贴后只有15-19万元的售价，也更凸现了它的高性价比。
除了几何A以外，还有造车新势力中的一些热门车型今年也都搭载了811三元锂电池组，例如蔚来的ES6就是其中之一，其搭载的最大84度的电池后可以实现510km的续航，并且配置方面，智能化仍也是ES6的亮点，例如拥有标志性的拟人机器人，同时中控屏幕的尺寸加大了，边框变小了，并且配备了 L2级的自动驾驶系统，还有例如小鹏G3等等新改款后的车型基本上都应用了811三元锂电池。
（图/文/摄： 问答叫兽） 奔驰S级 问界M5 理想ONE 别克GL8 小鹏P5 小鹏汽车P7 @2019
811三元锂电池和523三元锂电池有什么区别?
原则上只有正极材料的差异，并在此基础上延伸出电解液的差异，以及电性能的差异。
一般认为811的能量密度会更高，但安全性、高温性能和循环寿命会更差。
但实际上，用811为正极的电池，会追求更高的能量密度，可能会掺进去一些硅做负极，隔膜和集流体也会更薄。
但是不同性能的电池也差异很大，二者除了做能量型电芯，也可以做成功率型的，不同功率特性的产品间就没办法做对比了
三元523811理论比能量一样？
不同比例的三元正极材料的理论容量跟镍含量有什么关系
理论三元材料的容量计算，如下为各三元材料的质量分数计算

三元523的理论克容量计算
三元523(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)理论克容量计算
三元523相对质量分数为96.5545g/mol
1g的三元523物质的量：
1g÷96.5545g/mol=0.01035685mol
1g的三元523提供的电荷量：
0.01035685mol×96485.3383C/mol=999.284176C
换算单位：999.284176C÷3.6C=277.58mAh
那么理论克容量约为280mAh/g
三元811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)理论克容量计算
NiCoMn的相对质量分数差不多，所以理论上523和811的理论克容量也相差无几。
理论与实际克容量
那么问题来了，为什么三元材料理论克容量一样的情况下，811比523具有更高的克容量呢？

原来容量和镍、钴的总含量相关，更确切的说，由于钴的含量一般是变化比较少的通常是0.2或0.3，那么最直接相关的就是镍的含量，由于镍在三元材料里面的价态呈现+2和+3两种价态，当有锂离子脱出的时候过渡金属镍发生变价来达到荷电平衡。正是由于Ni的这种多价态表现，它可以从+2变到+3，再由+3变到+4价，所以，镍含量越高，能够脱出的锂离子也就越多。
如果从能级分布来说的话，就是镍含量高的时候，过渡金属外层3D电子的能级和氧元素的2P轨道重叠度较大，所以能够脱出更多的锂离子，从而容量更高
三元锂电池不安全为什么还用?
原因就在于三元锂电池固然储能密度遥遥领先，在不加大车重的情况下能带来更好的里程表现。但是就像硬币的两面，高镍低钴三元锂电池热失控温度相当低，导致自燃事件频发，除了特斯拉 NCA811 电池外。还有宁德时代 NCM811，严重威胁到车主用车安全。这里说到的811电池就是其正极材料中镍钴锰的含量，按照80%：10%：10%的比例构成的三元锂电池，是目前最高能量密度与最高技术含量的锂电池。当然，811电池存在的安全隐患也要比其他电池更大。之前的广汽新能源Aion S汽车在无充电的情况下突然着火，搭载的就是811电池，这让Aion S的电池能量密度达到了180Wh/kg。据此往前追溯，三元锂电池还被分为523、622等型号。目前，在新能源动力车型市场中占主流地位的型号是622型，其没有811电池那么激进，因此安全性方面的表现也更加可靠。其实，客观来说电芯的安全性较弱，并不代表整个电池包就不安全。举个例子，就好比一个穿了铠甲的骑士和赤膊上阵的骑士，在战场中必定是有盔甲的骑士更加安全。宁德时代就是给三元锂电池穿上了铠甲（电池包），因此它是安全的。而比亚迪的意思是，刀片电池本身就非常安全，我在给它套上铠甲那岂不是更加安全可靠。
对811三元锂电池穿刺测试瞬间爆炸，安全性真是新能源车的殇？
消费者对于电动车安全性的担忧，实际上有一部分是来自于对动力电池安全性的未知，为了检验电池的安全性，国家也出台了相关测试标准。其中，电池穿刺实验就是一项标准较高的安全测试。
网友自行进行穿刺测试
为了验证三元锂电池能否通过针刺测试，有网友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，电池容量234a电压4.14v（满电为4.2V），穿刺钢针直径7毫米，穿刺速度25mm/s，执行GB/T 31485标准进行穿刺测试。
随后开始进行穿刺实验，从实验画面中可以看出，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。
不过穿刺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。
811电池是什么？
我们俗称的811电池是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。
不过值得一提的是，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。
哪些车搭载了811电池？
前几天，广州市的一台广汽新能源Aion S汽车在无充电的情况下突然着火，且火势凶猛并伴有浓烟，着火点或位于后尾箱，并可听见小程度的爆炸声。
尽管目前尚不清楚是否起火原因，但这台车就搭载的是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。
此外，未来三元高镍材料的安全性可以通过材料改性优化、表面包覆、调整电解液和负极材料等方式来逐步解决。而另一方面，动力电池包内的其他设备也在进步，比如电池管理系统，比如各种传感器等等，它们也能弥补一部分电池在安全性能方面的不足。不过，想要让811电池安全性有质的飞跃，肯定还有很长的一段路要走。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
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。
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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