自燃事故频发下 为什么三元锂电池市场依然火热？

导读：凉秋九月，叶落草衰，气候渐冷。自补贴滑坡后，经过前两月的过渡，我国动力电池市场开始回暖，产销量开始上涨。

三元电池的材料路线

中国作为全球最大的新能源汽车市场，下半场主要会在乘用车方向，而乘用车使用的动力电池主要还是以三元电池为主。相对于磷酸铁锂电池它的能量密度更高，但是寿命、耐高温性和成本都不如磷酸铁锂。

它们的主要区别就是正极材料的不同。磷酸铁锂锂电池的正极材料是磷酸铁锂，三元锂电池的正极材料主要是NCA和NCM。

无论NCM还是NCA，都是指电池正极材料，NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料由一定比例组合而成，而NCA的正极材料是由镍钴铝构成，每个字母对应的都是相关元素的化学首字母。可以看到，两种三元材料的前两者是一样的，都是镍和钴，只有最后一个不同，前者为锰，后者为铝。

随着镍元素含量的升高，三元正极材料的比容量逐渐升高，电芯的能量密度也会随之提高。因此，在NCM电池中，按照三者含量不同，NCM材料可分为NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，其中后面的数字代表的就是三者的比例。

而NCA中镍钴铝常见的配比为8:1.5:0.5，铝的含量非常少，因此可以理解它接近二元材料，以Al(过渡金属)代替锰，是将镍钴锰酸锂通过离子掺杂和表面包覆进行改性，离子掺杂可以增强材料的稳定性，提高材料的循环性能。但是在制作过程中，由于Al为两性金属，不易沉淀，因此NCA材料制作工艺上也存在门槛。

NCA和NCM的较量

在新能源汽车续航里程提高和钴价不断高涨的双重刺激之下，高镍体系的NCM811和NCA材料已经成为市场竞逐的热点。

目前，从国内动力电池制造厂家的选择来看，选择NCM811路线者较多，而选择NCA路线的少。主要原因首先在于，高镍材料荷电状态下的热稳定性较差，导致电池的安全性下降，使得电池生产企业和终端产品用户对NCA电池的安全性心存顾虑，需要从电芯设计、电源系统设计、电源使用等环节进行系统可靠的安全设计。

其次是充放电过程存在严重的产气，这会导致电池鼓胀变形，循环及搁置寿命下降，电池存在安全隐患，所以通常采用耐压的圆柱电池壳制作NCA电池，降低了产气量以控制电池鼓胀变形问题。

此外，NCA要求在电池生产全过程均要控制湿度在10%以下，而其他材料目前只需注液工序对湿度进行严格控制，这对国内企业形成了很大的挑战。

所以NCA811和NCM811中显然前者性能更优秀，那到底该走NCA路线，还是走NCM路线？

其实选择不难，镍钴铝电池对制作工艺要求高、成本高且技术掌握在日韩手中，另一方面合成困难、合成成本高、吸水性强，且容易在较高温度的情况下导致热失控，导致电池的安全性下降。

镍钴锰电池的续航表现不如镍钴铝电池，但好处是含锰三元体系热稳定性更佳更为安全，所以目前国内主要研发镍钴锰电池。

说道这一定会有人问道，难道NCA就要消失了吗？三元电池在中国只能走CNM路线吗？就不能有一些突破吗？别着急，下面我们就来看看三元电池在中国的未来在哪里。

中国三元电池的蓝海

三元材料是一种综合性能优越的材料，只有以性能为导向的市场才能真正发挥其作为新型正极材料的优势。

从供应侧来看，电动汽车的三元电池动力路线尚未完全定型，还在不断演进当中。此外，虽然中国在基于技术、成本和补贴的因素主要选择了NCM路线，但这并不意味着NCA路线在没有新的机会。

从需求侧来看，随着越来越多的不同技术背景、不同行业人才步入造车行业，主机厂对动力电池的需求各不相同，且对NCA电池的驾驭能力不同，未来NCA会成为市场上一个新的选择。

从全球来看，采用NCA三元电芯的乘用车企主要为特斯拉，特斯拉不但较好地通过电池系统管理技术解决了由于能量密度提升带来的热失控问题，而且通过汽车设计成功地规避了NCA电池的循环寿命短的问题。

之前有业内人士表示，相比NCM811，NCA更容易实现300wh/kg的攻关目标。

在2018年，天津力神在氧化镍钴铝锂(NCA)正极材料前期研究基础上，已经开发高比能量、长循环寿命、良好安全性能的锂离子动力电池用高镍系正极材料。基于该体系，天津力神研发的NCA高比能量电池能量密度达到302wh/kg。

这一工作为开发出比能量300Wh/kg、循环寿命1500次的锂离子电池单体奠定了基础。未来中国企业也有希望造出更成熟的NCA电池，且主机厂的需求也确实存在，这将会是中国三元电池市场的一片新蓝海。

（来源：北极星储能网）