特斯拉使用的NCA三元鋰電池和我們說的NCM三元鋰電池有什麽區別？哪個更好一些？

現在裝載汽車上的三元材料主要走兩條大的路線。

一條就是 NCM（鎳鈷錳） 三元鋰電池，一條就是 NCA（鎳鈷鋁） 三元鋰電池，它們的命名就是化學元素首字母的縮寫。

鎳鈷錳三元（NCM）

NCM523、NCM622,NCM811等是現在國內市面上最常見裝車的幾個品類。

主要生產廠商是寧德時代，LG、SK、三星SDI等。

523,622,811這些數位是啥意思？

就是NCM的對比，比如NCM523，鎳5鈷2錳3，當然這個比例不是嚴格意義上的成分，只是個大約的比例。

比如NCM811，鎳的含量可能是78%-88%之間，看哪種具體的配比更適合廠家設計的要求。

NCM三元材料裏面的 「鈷」屬於稀缺金屬 ，國內的鈷金屬的資源非常匱乏。

「鈷」主要靠進口，價格昂貴。為了降本，國內的鋰電池行業一直再研發少鈷電池，從之前的NCM（鎳鈷錳）配比5：2：3,1：1：1，希望往NCM（鎳鈷錳）8:1：1的比例轉變。NCM811電池的理論能量密度達到了300wh/kg。

但鎳鈷錳電池裏面，每個元素實際都有著自己的用作。比如鈷的作用是穩定材料的層狀結構，提高材料的倍率效能。鎳能提升能量密度，但容易造成鋰離子的脫嵌，而錳能提高材料安全性和提升結構穩定性。

但 高鎳電池的優點明顯，就是在降低成本（少鈷）的同時還能增加電池能量密度（多鎳）。 但缺點也很突出，就是鈷少了，鎳多了，導致了層狀結構穩定性變差，電解液容易發生分解和電解液與材料表面發生副反應，產生的副產物成績導致界面導電性變差。

綜合來說，目前的 高鎳低鈷低錳方案用低成本的方案提高了能量密度（續航增加），但換來的是迴圈壽命、安全性，熱穩定性下降。

鎳鈷鋁三元（NCA）

NCA材料的發展源自於鎳酸鋰材料，首先是在日本的鋰電企業開始的大範圍商業化。

NCA和NCM的區別就在於用了鋁代替了錳，這樣可以增強材料的穩定性，抑制高鎳材料中的金屬離子混排，提高迴圈效能。

NCA中鎳鈷鋁常見的配比為8:1.5:0.5，理論密度上限為350wh/kg ,效能對比NCM來說要更加優越。但在生產工藝中，鋁為兩性金屬，不易沈澱。相應的對生產裝置的密封性要求高，溫濕度要求比NCM要苛刻，濕度要求控制在10%以下（NCA中的LiNiO2容易吸潮），相應增加了技術要求和生產成本。所以NCA生產技術早期基本都控制在日韓，國內NCA的起步較晚。

其中最著名的就是松下的18650,21700圓柱電池了，這也是特斯拉早期車型的專供電池。當時的松下更是借著特斯拉的東風，一度成為了全球動力電池市場份額第一的位置。

現在的NCA主要國外廠商是松下、LG、三星SDI等。

但NCA的弊端就是充放電過程存在嚴重的副反應產生瓦斯，這樣會導致電池容易鼓脹變形，出現安全隱患，所以 NCA才會采取更耐內壓的圓柱形電池殼。 另外，高鎳NCM電池的弊端，高鎳NCA也是一樣，提高能量密度的同時也讓熱穩定性下降。

所以，無論是NCA還是NCM，在提高了能量密度的時候，也對其他配套的技術提出了相應的高要求，比如良好的BMS系統和電池包的設計。用句通俗的話來說，好馬配好鞍，更要配個好騎手。

而很明顯，現階段國內BMS的發展並不能跟上電池能量密度的提升，這在某些院士的訪談中也能得知，高能量密度電池不是隨便哪個主機廠想用就能用的，因為駕馭不了。

這也是為什麽磷酸鐵鋰電池成為了越來越內送流量備援容錯機制機廠的第一選擇，上面說的應該也是原因之一了。

至於未來的發展，熱穩定性極佳，能量密度偏低的 磷酸鐵鋰的產能和裝車量在2021年雙雙超過了三元鋰電池 。而從2022年的第一季度來看，趨勢依舊是如此，但這並不能說明三元鋰路線的沒落。因為未來的趨勢畢竟還是要走高能量密度的這條路線的。而我們需要等待的是更完善的BMS，更成熟的工藝，才能駕馭三元材料。

國內的三元材料的市場份額，從2019年到2021年，也是逐漸往著高能量密度（NCM811及NCA）這條路上再走，相信未來一定會有低成本、高能量密度且非常安全的動力電池會面世，也許在5年後，也許在10年後，但在大量資本、科研的投入下，我想這一天終歸會出現的。

（圖片來源網路，侵刪！）

參考資料：

1、http:// news.cnpowder.com.cn/42 707.html

2、電動汽車動力電池系統安全分析與設計/王芳等著 北京：科學出版社，2016.9

3、https:// cj.sina.com.cn/articles /view/7426890874/1baad5c7a0010132um?finpagefr=p_104&sudaref=www.baidu.com&display=0&retcode=0