為何大家都說NCM/NCA是三元電池的發(fā)展方向，但我國電池廠家和車企卻幾乎無一例外地選擇了NCM路線，很少有公司選擇NCA路線?那些號稱要做我國特斯拉的造車新勢力們，在電池選擇上卻并沒有學習特斯拉使用NCA電池，而是使用NCM電池?下面就隨電源管理小編一起來了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。

受益于我國這一全球最大的新能源汽車市場，2017年我國的動力鋰電池出貨量再次雄踞世界第一。根據(jù)第三方鋰電研究機構(gòu)真鋰研究的最新統(tǒng)計，2017年我國電動汽車市場實現(xiàn)鋰離子電池裝車總量33.55GWh，同比上升21%。

從鋰離子電池類型來看，2017年磷酸鐵鋰離子電池裝車16.33GWh，占比48.68%;NCM三元電池實現(xiàn)裝車15GWh，占比44.71%;錳酸鋰離子電池裝車1.4GWh，占比4.16%;NCA三元電池裝車286.5MWh，成績基本上都是在下半年取得的;鈦酸鋰離子電池實現(xiàn)裝車533.4MWh，絕大多數(shù)是由珠海銀隆供應。

其中，一個未被業(yè)界充分重視的現(xiàn)象是，我國已經(jīng)持續(xù)兩年實現(xiàn)NCA三元電池裝車的零突破。在2016年實現(xiàn)零的突破之后，2017年286.5MWh的裝車量是2016年87MWh的三倍多，再上一個新臺階。這是否預示著我國NCA電池市場即將爆發(fā)呢?

新能源汽車市場的下半場重要是乘用車，而乘用車使用包括NCM和NCA在內(nèi)的三元電池方向已經(jīng)確定無疑。

但唯一有疑問的是，為何大家說NCM/NCA是三元電池的方向，但我國電池廠家和車企卻幾乎無一例外地選擇了NCM路線，很少有公司選擇NCA路線?新能源汽車的領(lǐng)跑者特斯拉恰恰選用的是松下供應的NCA電池，但那些號稱要做我國特斯拉的造車新勢力們在電池選擇上卻并沒有學習特斯拉，而是選擇了NCM電池?

作為動力鋰電池制造世界第一大國，我國為何至今沒有量產(chǎn)NCA電池?這背后是技術(shù)原因還是政策原因?假如是技術(shù)因素，那么是技術(shù)路線偏好還是技術(shù)研發(fā)和工程能力的問題?假如是技術(shù)能力的問題，那么我國電池制造公司與日韓公司差距在哪里?我國有希望在NCA電池上趕超日韓嗎?

1.我國三元電池走什么路線?

得動力鋰電池者，得新能源汽車天下。

這句話毫不夸張。因為電池占到新能源汽車整車成本的近一半。

在電池的四大主材(正極材料、負極材料、電解液和隔膜)中，正極材料不但占到成本的40%，而且直接決定著電芯的能量密度。正因為如此，大多數(shù)動力鋰電池都以正極材料來命名。

根據(jù)正極材料技術(shù)路線，動力鋰電池可重要分為磷酸鐵鋰、三元(NCA/NCM)和錳酸鋰離子電池這三類(你可能會問，為何董小姐的珠海銀隆的鈦酸鋰離子電池無法歸類?這是因為鈦酸鋰是唯一的以負極材料命名的動力鋰電池)。

這三類電池各有優(yōu)缺點：磷酸鐵鋰離子電池充放電循環(huán)壽命長，但其缺點是能量密度低、低溫性能差，重要應用在商用車上;三元材料的優(yōu)點是能量密度高，缺點是循環(huán)壽命比較短、安全性差和高溫性能差，重要應用在乘用車上;錳酸鋰離子電池能量密度低，高溫下的循環(huán)穩(wěn)定性和存儲性能較差，目前國內(nèi)生產(chǎn)和使用都很少。

所謂三元材料重要以NCM和NCA為主，其中NCM材料可分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等。目前國內(nèi)重要采取NCM材料，以NCM523為主，2016年其在三元材料分型號產(chǎn)量中占比為76%，NCM111和NCM622占比分別為13%和10%。

世界第一動力鋰電池大國我國為何造不出NCA電池？

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。在新能源汽車續(xù)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(jīng)成為市場競逐的熱點。

但從目前國內(nèi)動力鋰電池制造廠家的選擇來看，選擇NCM811路線者眾，而選擇NCA路線者寡。那么NCM和NCA差別大嗎?是否存在優(yōu)劣之分?

2.NCA和NCM存在優(yōu)劣之分?

首先，從材料生產(chǎn)過程來看，NCA比NCM的生產(chǎn)工藝條件更為苛刻。

世界第一動力鋰電池大國我國為何造不出NCA電池？

根據(jù)海通證券的研究，從摩爾配比看，NCM中鎳：鈷：錳的摩爾比常見為5：2：3或1：1：1，而NCA中鎳：鈷：鋁常見的摩爾比為8：1.5：0.5，由于NCA中鋁的含量過少，因此也常稱為二元材料。而NCA中以Al(過渡金屬)代替錳，實際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(wěn)定性，提高材料的循環(huán)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材料制作工藝上存在門檻。

筆者發(fā)現(xiàn)，由于NCA材料的技術(shù)壁壘高，目前產(chǎn)量重要集中在日韓，我國量產(chǎn)較少。2014年全球NCA產(chǎn)量為1.45萬噸，占所有正極材料8.9%左右，2015年NCA產(chǎn)量為2.3萬噸，占比為10.3%。2016年日、韓兩國的NCA產(chǎn)量為2.68萬噸。

NCA重要供應商有住友金屬(Sumitomo)、日本化學產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學(Toda)，韓國的Ecopro和GSEM也有少量產(chǎn)品銷售。其中，Toda重要供應日本AESC和韓國LGC，Sumitomo重要供應松下和pEVE，韓國的Ecopro對應客戶為SDI。

其次，從電池生產(chǎn)過程來看，NCA電池的生產(chǎn)難度更大。全球可以生產(chǎn)NCA電池的重要有松下、三星和AESC，而NCM的生產(chǎn)廠家眾多，包括LG和我國的重要動力鋰電池廠家。

特斯拉的電動汽車續(xù)航歷程最長，最新的技術(shù)可以實現(xiàn)20分鐘充滿續(xù)航350公里，是當之無愧的全球領(lǐng)跑者，這與它采用松下NCA電池是密不可分的。

起初，松下推出的是18650型NCA電池，最近和特斯拉聯(lián)合推出21700的NCA電池。21700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，這幾乎是世界上能量密度最高的量產(chǎn)鋰離子電池了。

這一水平，不但遠遠高出國內(nèi)使用率最高的NCM523電池單體200Wh/kg的能量密度水平，而且也明顯高出國內(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。

這能否說明NCA電池比NCM更勝一籌呢?相比NCA電池已經(jīng)大規(guī)模、成熟量產(chǎn)，且得到商業(yè)上的驗證，而高能量密度的以622、811為代表的NCM電池還未大規(guī)模開始，暫時落后一步。

其中，技術(shù)最為領(lǐng)先的NCM811的電池制造國內(nèi)剛剛起步，重要產(chǎn)自圓柱形動力鋰電池生產(chǎn)廠家，而方形和軟包電池廠家還在公司內(nèi)部做有關(guān)的安全測試。

目前已經(jīng)對外宣稱實現(xiàn)量產(chǎn)NCM811的廠家包括比克電池和鵬輝能源，其能量密度還有提升空間，且受制于NCM811正極材料的質(zhì)量和安全性問題，進一步提升的難度還不小。

目前還沒有公開的數(shù)據(jù)，可以詳細比較NCA和NCM811的能量密度、安全性以及性價比，很難說孰優(yōu)孰劣。不過，我國工程院陳立泉院士對《大出行下半場》表示，NCA和NCM811性能上比較接近，不分伯仲，在價格上NCM811略微便宜一些。

而且，NCA體系電池也并非盡善盡美，假如要進一步提升能量密度，要在21700基礎(chǔ)上不斷地做大體積，而這會對電池安全管理提出更大的挑戰(zhàn)。

所以，全球最大NCA電池生產(chǎn)商松下雖然以NCA產(chǎn)品聞名于世，但實際上它是兩條腿走路，在供應NCA供給特斯拉的同時，也生產(chǎn)NCM供給大眾、福特等其他車企。

3.我國能造出成熟的NCA電芯嗎

一個不爭的事實是，在我國本土三元電池的供應體系里面，目前幾乎只有NCM這一個路線的產(chǎn)品。那么，我國本土電池公司能生產(chǎn)出成熟的NCA電池嗎?

放眼國內(nèi)電池公司，無論是一線的寧德時代、比亞迪、力神、國軒高科等廠家，還是專業(yè)做圓柱型電池的比克、沃特瑪、天鵬能源和鵬輝能源等廠家，目前都沒有批量生產(chǎn)NCA電池。

其中，大多數(shù)做方形或軟包的電池公司并沒有涉足NCA電池，做圓柱型電池的公司，例如比克只是在實驗室研發(fā)，老牌的力神和新起的天鵬能源計劃生產(chǎn)，但其量產(chǎn)產(chǎn)品并未見于世，有待市場的檢驗。

2017年十一月，力神董事長秦興才公布的“力神電池化學體系路線規(guī)劃”，包涵了NCM811/NCA體系、NCM532/622體系、磷酸鐵鋰體系、固態(tài)電池、鈉離子電池和燃料動力電池。

實際上，力神此前曾經(jīng)小規(guī)模生產(chǎn)過NCA電池，但此次正式列入長期計劃，表明想大干一場，但前景可能并不特別值得期待。

不過，讓人感到意外的是，上海德朗能這家在動力鋰電池市場上并不十分活躍的公司，卻在去年公開宣稱量產(chǎn)了NCA，2017年行業(yè)里面超過286MWh的裝車量可能重要是由它貢獻的，重要供給了東風的乘用車。

這家公司的產(chǎn)品是否成熟，業(yè)界評價不一。2016年成為德朗能大股東的美都能源(600175)，在2017年收購了浙江新時代海創(chuàng)鋰電科技公司，而這家公司是由原寧波金和鋰電部分團隊出走創(chuàng)辦的公司，其在三元材料研發(fā)上具有一定優(yōu)勢，但也并沒有量產(chǎn)NCA材料。德朗能的NCA電池能否持續(xù)高量產(chǎn)有待進一步確認。

筆者分析，這并不是說我國的動力鋰電池市場上，近期不會出現(xiàn)其他高能量密度的成熟NCA三元電池供應商，只不過供應商并非我國本土公司，而是日韓背景的三家公司

第一，松下公司投資的蘇州廠，可能會在我國生產(chǎn)NCA電池，并將為我國車企供應，

第二，金沙江資本收購的AESC已經(jīng)在我國投資設(shè)廠，其主打方向已經(jīng)從錳酸鋰轉(zhuǎn)向三元里電池，而它本身具備NAC電池的生產(chǎn)量力。

第三，三星2016年曾經(jīng)在我國市場上供應過NCA電池，但因為政策原因被叫停。隨著政策環(huán)境的變化，三星可能重新獲準在我國市場出售NCA電芯。

不過，我們要追問的是，為何我國本土的電池廠家為何至今沒有量產(chǎn)NCA三元電芯，是因為電池廠造不出來還是沒有車企用?

4.中日韓動力鋰電池差距在哪里?

在熱火朝天、蓬勃發(fā)展的我國動力鋰電池市場上，為何幾乎看不到我國公司生產(chǎn)的成熟NCA三元電芯呢?

我們國內(nèi)暫時生產(chǎn)不出一致性、穩(wěn)定性高的NCA材料，就算進口日韓的NCA材料，也暫時生產(chǎn)不出一致性、穩(wěn)定性高的NCA電池。

目前，國外NCA材料市場重要被住友金屬、日本化學產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田三家壟斷，國內(nèi)NCA材料及其電池的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)起步較晚，但目前已有多家公司開始中試和小批量試產(chǎn)，尚有一些技術(shù)問題要解決，沒有形成批量生產(chǎn)及銷售。

資料顯示，貝特瑞、杉杉能源和容百鋰電都對外宣稱，具備規(guī)?；a(chǎn)NCA材料的能力。其中，貝特瑞NCA的產(chǎn)量約為3000噸/年，已實現(xiàn)向松下等客戶銷售。

但是多家國內(nèi)電池廠家反饋，從市場上很難選到成熟的NCA材料國內(nèi)供應商，這與國內(nèi)廠家的產(chǎn)品技術(shù)穩(wěn)定度和成熟度不高有關(guān)。

世界第一動力鋰電池大國我國為何造不出NCA電池？

假如說國內(nèi)買不到成熟的材料，那么為何不從日本采購呢?顯然，材料供應并非根本原因，根本原因還在于我們的生產(chǎn)制造能力有待提高，NCA電芯的設(shè)計和生產(chǎn)難度較大。

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

從生產(chǎn)來看，充放電過程存在嚴重的產(chǎn)氣，這會導致電池鼓脹變形，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。TeslaModelS采用與panasonic共同研發(fā)的3.1Ah高容量NCA鋰離子電池，電池系統(tǒng)由7000多顆18650圓柱電池組成。

更讓我國電池廠頭疼的是，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行嚴格控制。這對國內(nèi)公司形成了很大的挑戰(zhàn)。

那么，NCA電池生產(chǎn)制造有多難?甚至有我國的動力鋰電池公司負責人對筆者說，我國可能很長時間都不具備這種生產(chǎn)量力，“干脆就別想了”。

假如要說我國與日韓動力鋰電池公司的差距，NCA無疑是一個很好的例證。

5.我國車企能駕馭NCA電池嗎?

我國目前造不出來，是否也有國內(nèi)需求刺激不足的因素?這是一個雞和蛋的問題嗎?

目前，從全球來看，采用NCA三元電芯的乘用車企重要是特斯拉，特斯拉不但較好地通過電池系統(tǒng)管理技術(shù)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(shè)計成功地規(guī)避了NCA電池的循環(huán)壽命短的問題。

因此，盡管我國互聯(lián)網(wǎng)造車的諸多新勢力，幾乎每一家都號稱要做我國的特斯拉，但卻沒有一家要學習特斯拉采用NCA電芯。

這背后的原因固然有高比能量電池安全管理難的因素，但一個重要的原因可能在于想用但沒貨，因為松下的NCA電芯專供特斯拉且供不應求，能夠替代松下的其他同等規(guī)模的廠家暫時并沒有出現(xiàn)。

陳立泉院士分析，一個更為關(guān)鍵的原因在于可能我國車企想用，但未必駕馭得了。特斯拉的整車設(shè)計和電池系統(tǒng)控制能力并非大多數(shù)我國車企短時間內(nèi)可以短時間模仿和超越。換句話說，不但主機廠挑動力鋰電池，NCA電池也挑主機廠，NCA不是你想用就可以用、就能用好。

不過，筆者認為，未來我國公司也有希望造出成熟的NCA電池，且主機廠的需求也確實存在，這可能是我國動力鋰電池市場的一片新藍海。?

從供應側(cè)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。雖然我國在前一個階段基于技術(shù)、成本和補貼的因素重要選擇了NCM路線，但這并不意味著NCA路線在沒有新機會。雖然NCA電池生產(chǎn)確實有著很高的技術(shù)門檻，但我國公司也并非完全沒有希望實現(xiàn)突破。

從需求側(cè)來看，隨著越來越多的不同技術(shù)背景、不同行業(yè)的人殺入造車行業(yè)，主機廠對動力鋰電池的需求各不相同，且對NCA電池的駕馭能力不同，未來NCA也會成為市場上的一個新選擇。

而當下的問題是，在NCA電芯國內(nèi)外市場都存在供應缺口的背景下，我國動力鋰電池公司如何強身健體，從中分一杯羹。

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