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自燃事故頻發下 為什么三元鋰電池市場依然火熱？

導讀：涼秋九月，葉落草衰，氣候漸冷。自補貼滑坡后，經過前兩月的過渡，我國動力電池市場開始回暖，產銷量開始上漲。

三元電池的材料路線

中國作為全球最大的新能源汽車市場，下半場主要會在乘用車方向，而乘用車使用的動力電池主要還是以三元電池為主。相對于磷酸鐵鋰電池它的能量密度更高，但是壽命、耐高溫性和成本都不如磷酸鐵鋰。

它們的主要區別就是正極材料的不同。磷酸鐵鋰鋰電池的正極材料是磷酸鐵鋰，三元鋰電池的正極材料主要是NCA和NCM。

無論NCM還是NCA，都是指電池正極材料，NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料由一定比例組合而成，而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成，每個字母對應的都是相關元素的化學首字母。可以看到，兩種三元材料的前兩者是一樣的，都是鎳和鈷，只有最后一個不同，前者為錳，后者為鋁。

隨著鎳元素含量的升高，三元正極材料的比容量逐漸升高，電芯的能量密度也會隨之提高。因此，在NCM電池中，按照三者含量不同，NCM材料可分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，其中后面的數字代表的就是三者的比例。

而NCA中鎳鈷鋁常見的配比為8:1.5:0.5，鋁的含量非常少，因此可以理解它接近二元材料，以Al(過渡金屬)代替錳，是將鎳鈷錳酸鋰通過離子摻雜和表面包覆進行改性，離子摻雜可以增強材料的穩定性，提高材料的循環性能。但是在制作過程中，由于Al為兩性金屬，不易沉淀，因此NCA材料制作工藝上也存在門檻。

NCA和NCM的較量

在新能源汽車續航里程提高和鈷價不斷高漲的雙重刺激之下，高鎳體系的NCM811和NCA材料已經成為市場競逐的熱點。

目前，從國內動力電池制造廠家的選擇來看，選擇NCM811路線者較多，而選擇NCA路線的少。主要原因首先在于，高鎳材料荷電狀態下的熱穩定性較差，導致電池的安全性下降，使得電池生產企業和終端產品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮，需要從電芯設計、電源系統設計、電源使用等環節進行系統可靠的安全設計。

其次是充放電過程存在嚴重的產氣，這會導致電池鼓脹變形，循環及擱置壽命下降，電池存在安全隱患，所以通常采用耐壓的圓柱電池殼制作NCA電池，降低了產氣量以控制電池鼓脹變形問題。

此外，NCA要求在電池生產全過程均要控制濕度在10%以下，而其他材料目前只需注液工序對濕度進行嚴格控制，這對國內企業形成了很大的挑戰。

所以NCA811和NCM811中顯然前者性能更優秀，那到底該走NCA路線，還是走NCM路線？

其實選擇不難，鎳鈷鋁電池對制作工藝要求高、成本高且技術掌握在日韓手中，另一方面合成困難、合成成本高、吸水性強，且容易在較高溫度的情況下導致熱失控，導致電池的安全性下降。

鎳鈷錳電池的續航表現不如鎳鈷鋁電池，但好處是含錳三元體系熱穩定性更佳更為安全，所以目前國內主要研發鎳鈷錳電池。

說道這一定會有人問道，難道NCA就要消失了嗎？三元電池在中國只能走CNM路線嗎？就不能有一些突破嗎？別著急，下面我們就來看看三元電池在中國的未來在哪里。

中國三元電池的藍海

三元材料是一種綜合性能優越的材料，只有以性能為導向的市場才能真正發揮其作為新型正極材料的優勢。

從供應側來看，電動汽車的三元電池動力路線尚未完全定型，還在不斷演進當中。此外，雖然中國在基于技術、成本和補貼的因素主要選擇了NCM路線，但這并不意味著NCA路線在沒有新的機會。

從需求側來看，隨著越來越多的不同技術背景、不同行業人才步入造車行業，主機廠對動力電池的需求各不相同，且對NCA電池的駕馭能力不同，未來NCA會成為市場上一個新的選擇。

從全球來看，采用NCA三元電芯的乘用車企主要為特斯拉，特斯拉不但較好地通過電池系統管理技術解決了由于能量密度提升帶來的熱失控問題，而且通過汽車設計成功地規避了NCA電池的循環壽命短的問題。

之前有業內人士表示，相比NCM811，NCA更容易實現300wh/kg的攻關目標。

在2018年，天津力神在氧化鎳鈷鋁鋰(NCA)正極材料前期研究基礎上，已經開發高比能量、長循環壽命、良好安全性能的鋰離子動力電池用高鎳系正極材料。基于該體系，天津力神研發的NCA高比能量電池能量密度達到302wh/kg。

這一工作為開發出比能量300Wh/kg、循環壽命1500次的鋰離子電池單體奠定了基礎。未來中國企業也有希望造出更成熟的NCA電池，且主機廠的需求也確實存在，這將會是中國三元電池市場的一片新藍海。

（來源：北極星儲能網）