中国NCA体系锂电池发展现状及趋势

锂离子电池按照使用正极材料的不同,主要可以分为钴酸锂电池、三元电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池，从发展前景来看，不管是国家政策，还是市场需求，三元电池似乎都占据先天性的优势，也就是高能量密度，再从各大电池企业的研发投入来看，三元电池的占比也是要远远超过其它类型的锂电池。

三元电池又可以细分成NCM路线和NCA路线，NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料按一定比例组合而成，产品类型从NCM111（N:C:M=1:1:1）到，532，622，811，随着镍含量的增加，电池能量密度也相应得到了提升，而NCA的正极材料是由镍钴铝构成，三种材料通常的配比为8：1.5：0.5，相对更高能量密度的NCA规模化应用也在日韩普遍展开。

由于目前锂电池产业主要集中在中日韩三国，从路线的选择上，日本主要以NCA路线为主，韩国则是NCM和NCA齐头并进，中国目前来看是以NCM路线为主，NCA的产量相对较小。


目前，中国还没有大规模生产NCA电池的原因主要有以下几点：

1、中国电池企业对于NCA的研发起步相比于日韩要晚，在制造工艺、专利、材料使用上还是与日韩企业有一定差距。

2、NCA的生产工艺相较于NCM811更加严格，比如NCA在制造过程中要求湿度要控制在10%以下，而NCM以及其它类型电池目前只需要在注液工序对湿度进行严格控制。这种高标准的生产环境对国内企业形成了很大的挑战。

3、误认为NCA电池安全性能较差，需要很好的BMS、模组、电池包的设计方案，这也是为什么目前只有特斯拉能够大规模应用NCA的原因。其实从上图可以看到，在过充滥用测试的情况下，NCM811的安全性是比不上NCA的。


从NCA的主要应用来看，首先来看电动汽车领域，从数据上可以看到，2017年NCA装机量同比增长326%，2018年虽同比有所下滑，但到2019年，前七个月的装机量已经超过了2017年、2018年全年的装机量，增速较快，目前中国电动汽车市场NCA电池主要的供应商有松下、三星、江苏天鹏、德朗能、力神。


从电动工具市场的NCA用量来看，装机量由2016年的0.95GWh，增长到2018年1.71GWh，由于电动工具市场使用的全部都是圆柱形锂电池，更加适合NCA体系，预计到2020年电动工具NCA电池装机量能够达到2.44GWh，占整个电动工具总装机量的40%以上。目前，电动工具NCA电池主要供应商有三星SDI、LG、松下、江苏天鹏。

目前NCA电池做的最好的无疑是松下，早期推出的18650NCA电池能量密度就已经达到250Wh/kg，2018年初，由松下和特斯拉联合推出的21700NCA锂电池，单体能量密度已经达到340Wh/kg，超过目前NCM811的280Wh/kg的能量密度。三星SDI是除松下外最主要的NCA动力电池生产厂家，他们的21700主力产品48G 4800mAh能量密度也已经达到260Wh/kg。LG化学为了进入特斯拉供应链，也在积极研发NCA体系的21700电池，2018年已经成功实现了量产，最新产品M50 5000mAh能量密度达到270Wh/kg。

中国国内在NCA电池方面做的最好的企业应该是江苏天鹏，江苏天鹏在NCA电池方面，与特斯拉同类型的高比能NCA/硅体系产品早在2017年底就已实现批量并大规模稳定出货，尤其在电动工具市场锂电池供应上占据国内龙头地位。其它做的比较好的企业还有天津力神、德朗能等。

除了上述已经实现量产的企业，目前中国锂电池龙头企业CATL和BYD都有NCA电池的研发布局，而在NCA材料方面，国外市场NCA材料主要被住友金属、日本化学产业株式会社和户田化学三家所垄断，中国市场目前贝特瑞的产能最大（3000吨NCA材料产能），其它比如杉杉能源、容百锂电、巴莫、长远锂科等都有少量的NCA材料的产能布局。

总的来说，由于技术、成本等原因，目前中国三元锂电池市场还是以NCM为主，NCA规模并不大，但是随着国内电池企业和车企对NCA电池的认知提升，国产化正极材料的综合性能和稳定性的提高，NCA材料成本的下降，国产NCA一定能够突破日韩企业的技术、工艺壁垒，大规模的量产NCA锂电池，未来我们相信三元锂电池的市场将会是NCM和NCA并存前进。