據(jù)了解,特斯拉使用的電池是鎳鈷鋁NCA三元鋰電池,而中國(guó)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(wú)形之中展開了NCM與NCA路線之爭(zhēng),業(yè)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(lái)發(fā)展會(huì)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(gòu)成。
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(huì)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。不過(guò),NCM電池內(nèi)的錳元素較難穩(wěn)定更多的鎳,導(dǎo)致體系能量密度稍低,所以續(xù)航表現(xiàn)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(guò)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。但是鎳鈷鋁電池對(duì)制作工藝要求較高,因?yàn)?,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(huì)發(fā)生熱失控,從而引發(fā)危險(xiǎn)。
NCA電池材料的技術(shù)壁壘高,目前產(chǎn)能主要集中在日韓,而在中國(guó)還未能大量生產(chǎn),主要的難點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:
1.企業(yè)的電芯設(shè)計(jì)、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)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(chǎn)氣量以控制電池鼓脹變形問(wèn)題。
3.NCA要求在電池生產(chǎn)全過(guò)程均要控制濕度在10%以下,這對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)形成了很大的挑戰(zhàn)。
從能量需求分析,NCA電池似乎更有優(yōu)勢(shì),不過(guò)綜合考慮,中國(guó)的電池企業(yè)當(dāng)下主要在生產(chǎn)NCM。