作為動力電池制造世界第一大國，中國為何至今沒有量產(chǎn)NCA電池？

為何大家都說NCM/NCA是三元電池的發(fā)展方向，但中國電池廠家和車企卻幾乎無一例外地選擇了NCM路線，很少有企業(yè)選擇NCA路線？那些號稱要做中國特斯拉的造車新勢力們，在電池選擇上卻并沒有學(xué)習(xí)特斯拉使用NCA電池，而是使用NCM電池？下面就來了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。

受益于中國這一全球最大的新能源汽車市場，2017年中國的動力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年中國電動汽車市場實現(xiàn)鋰離子電池裝車總量33.55GWh，同比增長21%。

從鋰電池類型來看，2017年磷酸鐵鋰電池裝車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;鈦酸鋰電池實現(xiàn)裝車533.4MWh，絕大多數(shù)是由珠海銀隆供應(yīng)。

其中，一個未被業(yè)界充分重視的現(xiàn)象是，中國已經(jīng)連續(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(yù)示著中國NCA電池市場即將爆發(fā)呢？

新能源汽車市場的下半場主要是乘用車，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，但中國電池廠家和車企卻幾乎無一例外地選擇了NCM路線，很少有企業(yè)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提供的NCA電池，但那些號稱要做中國特斯拉的造車新勢力們在電池選擇上卻并沒有學(xué)習(xí)特斯拉，而是選擇了NCM電池？

作為動力電池制造世界第一大國，中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？如果是技術(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？如果是技術(shù)能力的問題，那么中國電池制造企業(yè)與日韓企業(yè)差距在哪里？中國有希望在NCA電池上趕超日韓嗎？

1.中國三元電池走什么路線？

得動力電池者，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，動力電池可主要分為磷酸鐵鋰、三元（NCA/NCM）和錳酸鋰電池這三類（你可能會問，為什么董小姐的珠海銀隆的鈦酸鋰電池?zé)o法歸類？這是因為鈦酸鋰是唯一的以負極材料命名的動力電池）。

這三類電池各有優(yōu)缺點：磷酸鐵鋰電池充放電循環(huán)壽命長，但其缺點是能量密度低、低溫性能差，主要應(yīng)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，主要應(yīng)用在乘用車上;錳酸鋰電池能量密度低，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。

所謂三元材料主要以NCM和NCA為主，其中NCM 材料可分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等。目前國內(nèi)主要采取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%。

世界第一動力電池大國 中國為何造不出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?yán)m(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。

世界第一動力電池大國 中國為何造不出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)能主要集中在日韓，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主要供應(yīng)商有住友金屬（Sumitomo）、日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學(xué)（Toda），韓國的Ecopro和GSEM也有少量產(chǎn)品銷售。其中，Toda主要供應(yīng)日本AESC和韓國LGC，Sumitomo主要供應(yīng)松下和PEVE，韓國的Ecopro對應(yīng)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電池的主要有松下、三星和AESC，而NCM的生產(chǎn)廠家眾多，包括LG和中國的主要動力電池廠家。

特斯拉的電動汽車?yán)m(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(dāng)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200 Wh/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，主要產(chǎn)自圓柱形動力電池生產(chǎn)廠家，而方形和軟包電池廠家還在企業(yè)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，中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，如果要進一步提升能量密度，需要在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，在提供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.中國能造出成熟的NCA電芯嗎

一個不爭的事實是，在中國本土三元電池的供應(yīng)體系里面，目前幾乎只有NCM這一個路線的產(chǎn)品。那么，中國本土電池企業(yè)能生產(chǎn)出成熟的NCA電池嗎？

放眼國內(nèi)電池企業(yè)，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企業(yè)并沒有涉足NCA電池，做圓柱型電池的企業(yè)，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11月，力神董事長秦興才發(fā)布的“力神電池化學(xué)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的裝車量可能主要是由它貢獻的，主要供給了東風(fēng)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，這并不是說中國的動力電池市場上，近期不會出現(xiàn)其他高能量密度的成熟NCA三元電池供應(yīng)商，只不過供應(yīng)商并非中國本土企業(yè)，而是日韓背景的三家企業(yè)

第一，松下公司投資的蘇州工廠，可能會在中國生產(chǎn)NCA電池， 并將為中國車企供應(yīng)，

第二，金沙江資本收購的AESC已經(jīng)在中國投資設(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)能力。

第三，三星2016年曾經(jīng)在中國市場上供應(yīng)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(zhǔn)在中國市場出售NCA電芯。

不過，我們需要追問的是，為何中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．中日韓動力電池差距在哪里？

在熱火朝天、蓬勃發(fā)展的中國動力電池市場上，為什么幾乎看不到中國公司生產(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材料市場主要被住友金屬、日本化學(xué)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，但目前已有多家企業(yè)開始中試和小批量試產(chǎn)，尚有一些技術(shù)問題需要解決，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)能約為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(yīng)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)。

如果說國內(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(yīng)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(dǎo)致電池的安全性下降，使得電池生產(chǎn)企業(yè)和終端產(chǎn)品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮，需要從電芯設(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(yán)重的產(chǎn)氣，這會導(dǎo)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。Tesla Model S采用與Panasonic共同研發(fā)的3．1Ah高容量NCA鋰電池，電池系統(tǒng)由7000多顆18650圓柱電池組成。

更讓中國電池廠頭疼的是，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(yán)格控制。這對國內(nèi)企業(yè)形成了很大的挑戰(zhàn)。

那么，NCA電池生產(chǎn)制造有多難？甚至有中國的動力電池企業(yè)負責(zé)人對筆者說，中國可能很長時間都不具備這種生產(chǎn)能力，“干脆就別想了”。

如果要說中國與日韓動力電池企業(yè)的差距，NCA無疑是一個很好的例證。

5．中國車企能駕馭NCA電池嗎？

中國目前造不出來，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主要是特斯拉，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，盡管中國互聯(lián)網(wǎng)造車的諸多新勢力，幾乎每一家都號稱要做中國的特斯拉，但卻沒有一家要學(xué)習(xí)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(yīng)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)鍵的原因在于可能中國車企想用，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)中國車企短期內(nèi)可以短期模仿和超越。換句話說，不但主機廠挑動力電池，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，未來中國企業(yè)也有希望造出成熟的NCA電池，且主機廠的需求也確實存在，這可能是中國動力電池市場的一片新藍海。？

從供應(yīng)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(dāng)中。雖然中國在前一個階段基于技術(shù)、成本和補貼的因素主要選擇了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，但中國企業(yè)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(dāng)下的問題是，在NCA電芯國內(nèi)外市場都存在供應(yīng)缺口的背景下，中國動力電池企業(yè)如何強身健體，從中分一杯羹。