動力電池性能是決定電動汽車發(fā)展的限制性因素，現(xiàn)階段由于動力電池續(xù)航能力不足、充電速度慢、成本偏高等問題制約了電動汽車普及發(fā)展，這也是讓很多消費(fèi)者望而卻步的主要原因，動力鋰電的性價(jià)比在很大程度上影響了電動汽車的市場普及程度。正極材料是動力鋰電的核心關(guān)鍵材料，正極材料的能量密度高低與電動汽車的續(xù)航里程息息相關(guān)，而且其成本約占鋰電池電芯成本的1/3，所以開發(fā)出高能量密度、長壽命、高安全、低成本的正極材料對動力鋰電、電動汽車的規(guī)?；逃弥陵P(guān)重要。

目前國內(nèi)外動力鋰電正極材料技術(shù)路線主要有3個(gè)流派：磷酸鐵鋰派、錳酸鋰派、三元派（NCA/NCM）。其中磷酸鐵鋰作為正極材料的電池充放電循環(huán)壽命長，但其缺點(diǎn)是能量密度、高低溫性能、充放電倍率特性均存在較大差距，且生產(chǎn)成本較高，磷酸鐵鋰電池技術(shù)和應(yīng)用已經(jīng)遇到發(fā)展的瓶頸；錳酸鋰電池能量密度低、高溫下的循環(huán)穩(wěn)定性和存儲性能較差，因而錳酸鋰僅作為國際第1代動力鋰電的正極材料；而三元材料因具有綜合性能和成本的雙重優(yōu)勢日益被行業(yè)所關(guān)注和認(rèn)同，逐步超越磷酸鐵鋰和錳酸鋰成為主流的技術(shù)路線。

在過去的2017年，中國的三元電池實(shí)現(xiàn)裝車15GWh，占比44.71%，雖然略低于磷酸鐵鋰電池，但隨著乘用車電動車的發(fā)力，可以預(yù)期它很快可以成為絕對第一。

不過，值得注意的是，中國的三元鋰電池主要是NCM電池，而并非特斯拉上所使用的NCA三元鋰電池，那么，這兩者之間到底有何不同，未來的發(fā)展又將如何，一起來簡單了解下。

首先，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(gòu)成，每個(gè)字母對應(yīng)的都是相關(guān)元素的化學(xué)首字母?？梢钥吹?，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(gè)不同，前者為錳，后者為鋁。

一個(gè)基礎(chǔ)事實(shí)是，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(shù)字代表的就是三者的比例。在對續(xù)航里程要求越來越高的需求下，電池的比能量需要更高，再加上作為稀有金屬的鈷價(jià)格不斷上漲之下，高鎳體系的NCM811將成為未來重要的發(fā)展方向。

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，以鋁（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(jìn)行改性，離子摻雜可以增強(qiáng)材料的穩(wěn)定性，提高材料的循環(huán)性能。但是在制作過程中，由于鋁為兩性金屬，不易沉淀，因此NCA材料制作工藝上存在門檻。

由于NCA材料的技術(shù)壁壘高，目前產(chǎn)能主要集中在日韓，我國量產(chǎn)較少。主要供應(yīng)商有住友金屬、日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學(xué)，韓國的Ecopro和GSEM也有少量產(chǎn)品銷售。

NCA電池在中國還未能大量生產(chǎn)，主要的難點(diǎn)在于：

一、高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致電池的安全性下降，使得電池生產(chǎn)企業(yè)和終端產(chǎn)品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮，需要從電芯設(shè)計(jì)、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電源使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)可靠的安全設(shè)計(jì)。

二、充放電過程存在嚴(yán)重的產(chǎn)氣，這會導(dǎo)致電池鼓脹變形，循環(huán)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(chǎn)氣量以控制電池鼓脹變形問題。

三、NCA要求在電池生產(chǎn)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?qū)穸冗M(jìn)行嚴(yán)格控制。這對國內(nèi)企業(yè)形成了很大的挑戰(zhàn)。

目前還沒有公開的數(shù)據(jù)，可以詳細(xì)比較NCA和NCM811的能量密度、安全性以及性價(jià)比，很難說孰優(yōu)孰劣。不過，有專家指出，NCA和NCM811性能上比較接近，但在價(jià)格上NCM811略微便宜。而且，NCA體系電池也并非盡善盡美，如果要進(jìn)一步提升能量密度，需要不斷在21700基礎(chǔ)上做大體積，而這會對電池安全管理提出更大的挑戰(zhàn)?；谶@些原因，中國的NCA電池目前的產(chǎn)量比較小，也在情理之中，2017年NCA電池的裝車量只有區(qū)區(qū)286.5MWh。

不過，松下與特斯拉聯(lián)合推出21700的NCA電池，單體的能量密度接近300Wh/kg左右，比原來18650電池的250Wh/kg提高約10%以上，幾乎是世界上能量密度最高的量產(chǎn)鋰離子電池了。這個(gè)數(shù)字，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出國內(nèi)使用率最高的NCM523電池單體200Wh/kg的能量密度水平，也明顯高出國內(nèi)剛剛出現(xiàn)且最為領(lǐng)先的NCM811電池的能量密度水平，即單體最高250Wh/kg、系統(tǒng)最高200Wh/kg的水平。所以說，對于NCA電池，還是有必要研發(fā)。