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来源：汽车人参考
宁德时代“只冒烟不起火”的电池终于SOP了，首先应用在了蔚来汽车100kWh的电池包上。电芯采用了“镍55”三元正极材料，它和传统的三元“NCM523”有何区别？镍55是一种“高电压单晶”三元材料，目前并不是主流，汽车人参考在这里进行详细介绍。
总体来看，动力电池朝着高能量密度、高安全性、长使用寿命、低成本四个方面终端需求在发展，这四个方向并不完全独立。
其中，正负极选材是提升能量密度的关键，而电解液添加剂是改善循环寿命的有效手段，两者有效结合，也能满足高安全和低成本的要求。
而提高动力电池电芯能量密度的本质，是提升“正负极电势差（电压）”和“理论比容量（克容量）”，两者均与材料本身特性有关。
针对于正极材料，目前发展可以概括为“无钴化”和“单晶化”两条路；针对于负极材料，目前发展集中在高克容量的硅体系。
我们具体来看正极材料：
第一，提高镍的含量，对应着无钴化路线，即从N（镍）C（钴）M（锰）“333”体系，提升到“523”或“622”体系，再到“811”体系，该路线一直是三元正极材料主流的发展方向。
正极材料中，三种元素各司其职，镍用于提升容量，钴价格最高且易波动，主要用于稳定结构，而锰/铝用来改善材料的导电性。
镍越高，电芯能量密度越大，但钴越少，但意味着安全性大大降低，这也是为何行业谈“811”色变的原因。
第二，提高材料电压，对应着单晶化路线，而单晶材料相对于传统的多晶材料更适合做高电压。
单晶材料内部没有晶界，可提升三元材料的循环稳定性。
需要指出的是，单晶材料并不是对现有多晶材料合成技术（共沉淀-烧结）的颠覆，仅仅在于结晶过程控制上的区别，但单晶材料的合成要比多晶材料难得多。
在镍钴锰比例相同的情况下，单晶三元材料克容量稍低于多晶三元材料，但由于电压更高，因此材料整体能量密度和多晶三元材料差不多。
特别地，以“5系”为代表的高电压单晶材料，即“镍55”（Ni55），在接近“811”能量密度的前提下，有比较突出的材料层级热稳定性，大幅提升了安全性。
同时，无论在材料制造端，还是在电芯制造端，在成本上也有优势。
这也是蔚来汽车和宁德时代“大张旗鼓”地宣传其100kWh动力电池的原因。
总结一句话，高电压单晶材料，解决了镍5系三元材料能量密度低的痛点，同时也兼顾了安全性和成本低的优点，配合着主流的CTP技术，进一步提升了电池包系统的能量密度，也为宁德时代电池“只冒烟不起火”贡献了力量。
最后进行一个拓展，由于电池正极材料无钴化和单晶化发展，对高电压材料带了两大挑战。
一是高电压提高了正极材料与电解液间的界面压力，由此会引起表面缺氧（电解液发生副反应）、晶界缺陷（增大界面阻抗）、晶体结构不稳定等问题。
二是通过单晶化，以应对由于高电压带来的（正极材料电解液）界面压力，会导致不同单晶颗粒取向不一致，可能会使得累计三元材料的体积膨胀变化产生不可逆。
希望以上分享能给读者带来干货和更多思考。
