导语：为何大家都说NCM／NCA是三元电池的发展方向，但中国电池厂家和车企却几乎无一例外地选择了NCM路线，很少有企业选择NCA路线？
受益于中国这一全球最大的新能源汽车市场，2017年中国的动力电池出货量再次雄踞世界第一。
根据真锂研究2018年7月3.70GWh的总装机量中，NCM三元电池以2.60GWh，占比70.38%，排在第一位，同比增长173.45%，磷酸铁锂电池以1.03GWh排在第二位，占比27.74%，同比下降20.38%，两种电池合计占比98.12%。锰酸锂电池以57.50 MWh排名第三，占比1.56%，同比下降55.48%，钛酸锂电池以12.12 MWh排名第四，占比0.33%，同比增长324.74%。
但是7月仍然没有NCA三元电池装机。
大家肯定会想知道，为何大家说NCM／NCA是三元电池的方向，但中国电池厂家和车企却几乎无一例外地选择了NCM路线，很少有企业选择NCA路线？
作为动力电池制造世界第一大国，中国为何至今没有量产NCA电池？这背后是技术原因还是政策原因？如果是技术因素，那么是技术路线偏好还是技术研发和工程能力的问题？如果是技术能力的问题，那么中国电池制造企业与日韩企业差距在哪里？中国有希望在NCA电池上赶超日韩吗？
1. 中国三元电池走什么路线？
首先，无论NCM还是NCA，都是指电池正极材料，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，每个字母对应的都是相关元素的化学首字母。可以看到，两种三元材料的前两者是一样的，都是镍和钴，只有最后一个不同，前者为锰，后者为铝。
根据正极材料技术路线，动力电池可主要分为磷酸铁锂、三元(NCA/NCM)和锰酸锂电池这三类（你可能会问，为什么董小姐的珠海银隆的钛酸锂电池无法归类？这是因为钛酸锂是唯一的以负极材料命名的动力电池）。
这三类电池各有优缺点：磷酸铁锂电池充放电循环寿命长，但其缺点是能量密度低、低温性能差，主要应用在商用车上；三元材料的优点是能量密度高，缺点是循环寿命比较短、安全性差和高温性能差，主要应用在乘用车上；锰酸锂电池能量密度低，高温下的循环稳定性和存储性能较差，目前国内生产和使用都很少。
所谓三元材料主要以NCM和NCA为主，其中NCM 材料可分为NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等。目前国内主要采取NCM 材料，以NCM523为主，NCM811各大企业已经投入重金进行研发。
动力电池能量密度示意图
一个基础事实是，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。
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（过渡金属）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。
在新能源汽车续航里程提高和钴价不断高涨的双重刺激之下，高镍体系的NCM811和NCA材料已经成为市场竞逐的热点。
但从目前国内动力电池制造厂家的选择来看，选择NCM811路线者众，而选择NCA路线者寡。那么NCM和NCA差别大吗？是否存在优劣之分？
2. NCA和NCM存在优劣之分？
首先，从材料生产过程来看，NCA比NCM的生产工艺条件更为苛刻。
其次，从电池生产过程来看，NCA电池的生产难度更大。全球可以生产NCA电池的主要有松下、三星和AESC，而NCM的生产厂家众多，包括LG和中国的主要动力电池厂家。
特斯拉的电动汽车续航历程最长，最新的技术可以实现20分钟充满续航350公里，是当之无愧的全球领跑者，这与它采用松下NCA电池是密不可分的。
起初，松下推出的是18650型NCA电池，最近和特斯拉联合推出21700的NCA电池。21700电池单体的能量密度接近300Wh/kg左右，比原来18650电池的250Wh/kg提高约10%以上，这几乎是世界上能量密度最高的量产锂离子电池了。
这一水平，不但远远高出国内使用率最高的NCM523电池单体200Wh/kg的能量密度水平，而且也明显高出国内刚刚出现且最为领先的NCM811电池的能量密度水平，即单体最高250Wh/kg、系统最高200 Wh/kg的水平。
这能否说明NCA电池比NCM更胜一筹呢？相比NCA电池已经大规模、成熟量产，且得到商业上的验证，而高能量密度的811为代表的NCM电池虽然大火，但目前还没被应用到乘用车上.
目前还没有公开的数据，可以详细比较NCA和NCM811的能量密度、安全性以及性价比，很难说孰优孰劣。不过，中国工程院陈立泉院士表示，NCA和NCM811性能上比较接近，不分伯仲，在价格上NCM811略微便宜一些。
而且，NCA体系电池也并非尽善尽美，如果要进一步提升能量密度，需要在21700基础上不断地做大体积，而这会对电池安全管理提出更大的挑战。
所以，全球最大NCA电池生产商松下虽然以NCA产品闻名于世，但实际上它是两条腿走路，在提供NCA供給特斯拉的同时，也生产NCM供給大众、福特等其他车企。
3. 中国能造出成熟的NCA电芯吗
2017年11月，力神董事长秦兴才发布的“力神电池化学体系路线规划”，包涵了NCM811/NCA体系、NCM532/622体系、磷酸铁锂体系、固态电池、钠离子电池和燃料电池。
实际上，力神此前曾经小规模生产过NCA电池，但此次正式列入长期计划，表明想大干一场，但前景可能并不特别值得期待。
不过，让人感到意外的是，上海德朗能这家在动力电池市场上并不十分活跃的公司，却在去年公开宣称量产了NCA，2017年行业里面超过286MWh的装车量可能主要是由它贡献的，主要供给了东风的乘用车。
这家公司的产品是否成熟，业界评价不一。2016年成为德朗能大股东的美都能源（600175），在2017年收购了浙江新时代海创锂电科技公司，而这家公司是由原宁波金和锂电部分团队出走创办的公司，其在三元材料研发上具有一定优势，但也并没有量产NCA材料。德朗能的NCA电池能否持续高量产有待进一步确认。
这并不是说中国的动力电池市场上，近期不会出现其他高能量密度的成熟NCA三元电池供应商，只不过供应商并非中国本土企业，而是日韩背景的三家企业。
第一，松下公司投资的苏州工厂，可能会在中国生产NCA电池， 并将为中国车企供应，
第二，金沙江资本收购的AESC已经在中国投资设厂，其主打方向已经从锰酸锂转向三元里电池，而它本身具备NAC电池的生产能力。
第三，三星2016年曾经在中国市场上供应过NCA电池，但因为政策原因被叫停。随着政策环境的变化，三星可能重新获准在中国市场出售NCA电芯。
不过，我们需要追问的是，为何中国本土的电池厂家为何至今没有量产NCA三元电芯，是因为电池厂造不出来还是没有车企用？
4.中日韩动力电池差距在哪里？
如果说国内买不到成熟的材料，那么为何不从日本采购呢？显然，材料供应并非根本原因，根本原因还在于我们的生产制造能力有待提高，NCA电芯的设计和生产难度较大。
从设计来看，高镍材料荷电状态下的热稳定性较差，导致电池的安全性下降，使得电池生产企业和终端产品用户对NCA电池的安全性心存顾虑，需要从电芯设计、电源系统设计、电源使用等环节进行系统可靠的安全设计。
从生产来看，充放电过程存在严重的产气，这会导致电池鼓胀变形，循环及搁置寿命下降，电池存在安全隐患，所以通常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。Tesla Model S采用与Panasonic共同研发的3.1Ah高容量NCA锂电池，电池系统由7000多颗18650圆柱电池组成。
更让中国电池厂头疼的是，NCA要求在电池生产全过程均要控制湿度在10%以下，而其他材料目前只需注液工序对湿度进行严格控制。这对国内企业形成了很大的挑战。
那么，NCA电池生产制造有多难？甚至有中国的动力电池企业负责人表明中国可能很长时间都不具备这种生产能力，“干脆就别想了”。
如果要说中国与日韩动力电池企业的差距，NCA无疑是一个很好的例证。
5.中国车企能驾驭NCA电池吗？
中国目前造不出来，是否也有国内需求刺激不足的因素？这是一个鸡和蛋的问题吗？
目前，从全球来看，采用NCA三元电芯的乘用车企主要是特斯拉，特斯拉不但较好地通过电池系统管理技术解决了由于能量密度提升带来的热失控问题，而且通过汽车设计成功地规避了NCA电池的循环寿命短的问题。
因此，尽管中国互联网造车的诸多新势力，几乎每一家都号称要做中国的特斯拉，但却没有一家要学习特斯拉采用NCA电芯。
不过，未来中国企业也有希望造出成熟的NCA电池，且主机厂的需求也确实存在，这可能是中国动力电池市场的一片新蓝海。
从供应侧来看，电动汽车的三元电池动力路线尚未完全定型，还在不断演进当中。虽然中国在前一个阶段基于技术、成本和补贴的因素主要选择了NCM路线，但这并不意味着NCA路线在没有新机会。虽然NCA电池生产确实有着很高的技术门槛，但中国企业也并非完全没有希望实现突破。
从需求侧来看，随着越来越多的不同技术背景、不同行业的人杀入造车行业，主机厂对动力电池的需求各不相同，且对NCA电池的驾驭能力不同，未来NCA也会成为市场上的一个新选择。
而当下的问题是，在NCA电芯国内外市场都存在供应缺口的背景下，中国动力电池企业如何强身健体，从中分一杯羹。
来源： 旺财锂电
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