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三元鋰電池NCM激戰NCA

據了解,特斯拉使用的電池是鎳鈷鋁NCA三元鋰電池,而中國新能源汽車使用的三元鋰電池主要是鎳鈷錳NCM電池,從而在無形之中展開了NCM與NCA路線之爭,業界人員表示:到底該走NCA路線,還是走NCM路線?那么,這兩者之間到底有何不同,未來發展會如何呢?

NCM與NCA都是指三電池正極材料,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。

鋰電池圖片

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。不過,NCM電池內的錳元素較難穩定更多的鎳,導致體系能量密度稍低,所以續航表現不如鎳鈷鋁電池。

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。但是鎳鈷鋁電池對制作工藝要求較高,因為,Al為兩性金屬,不易沉淀,因此NCA材料在較高溫度的情況下,會發生熱失控,從而引發危險。

NCA電池材料的技術壁壘高,目前產能主要集中在日韓,而在中國還未能大量生產,主要的難點有以下幾個方面:

1.企業的電芯設計、電源系統設計等環節還不夠成熟;

2.需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。

3.NCA要求在電池生產全過程均要控制濕度在10%以下,這對國內企業形成了很大的挑戰。

從能量需求分析,NCA電池似乎更有優勢,不過綜合考慮,中國的電池企業當下主要在生產NCM。

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