三元锂电池NCM激战NCA

据了解,特斯拉使用的电池是镍钴铝NCA三元锂电池,而中国新能源汽车使用的三元锂电池主要是镍钴锰NCM电池,从而在无形之中展开了NCM与NCA路线之争,业界人员表示:到底该走NCA路线,还是走NCM路线?那么,这两者之间到底有何不同,未来发展会如何呢?

NCM与NCA都是指三电池正极材料,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。

锂电池图片

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。不过,NCM电池内的锰元素较难稳定更多的镍,导致体系能量密度稍低,所以续航表现不如镍钴铝电池。

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。但是镍钴铝电池对制作工艺要求较高,因为,Al为两性金属,不易沉淀,因此NCA材料在较高温度的情况下,会发生热失控,从而引发危险。

NCA电池材料的技术壁垒高,目前产能主要集中在日韩,而在中国还未能大量生产,主要的难点有以下几个方面:

1.企业的电芯设计、电源系统设计等环节还不够成熟;

2.需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。

3.NCA要求在电池生产全过程均要控制湿度在10%以下,这对国内企业形成了很大的挑战。

从能量需求分析,NCA电池似乎更有优势,不过综合考虑,中国的电池企业当下主要在生产NCM。

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