近日，通用汽車在EV Day宣布與LG化學(xué)合作，計(jì)劃2021年量產(chǎn)NCMA四元鋰電池，其成本實(shí)現(xiàn)超過(guò)30%的降幅，進(jìn)而引發(fā)行業(yè)對(duì)NCMA的關(guān)注。
其實(shí)NCMA四元鋰電池，國(guó)內(nèi)相關(guān)電池或材料企業(yè)早就展開了研究，并取得了一定的進(jìn)展。
NCMA四元鋰電池最早概念誕生，是在2016年，由韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)及韓國(guó)本土動(dòng)力電池企業(yè)共同提出。
該技術(shù)路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素，抑制鈷元素的不穩(wěn)定雜質(zhì)生成，從而顯著提升電池的循環(huán)壽命。
和目前的三元材料523、811、NCA相比，NCMA四元材料的鎳含量逼近 90%，同時(shí)鈷含量進(jìn)一步降低。這種NCMA四元鋰電池，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)提升電池能量密度、降低成本、改善充放電性能的多維度平衡。
具體實(shí)際的改進(jìn)和提升方面，主要是成本和安全性。
一方面Al的加入進(jìn)一步降低鈷的含量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成本的優(yōu)化。另一方面，四元材料的體系穩(wěn)定性，循環(huán)性，安全性也表現(xiàn)出一定的性能優(yōu)勢(shì)。
從降低鈷含量，提升電池性能的角度看，高鎳低鈷的NCMA四元鋰電池是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
不過(guò)就現(xiàn)在技術(shù)進(jìn)展來(lái)看，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用方面，還是NCM三元鋰電池占主流，而且持續(xù)時(shí)間將比較長(zhǎng)。主要原因是鋰電池材料體系每多摻入一種元素，控制和生產(chǎn)難度會(huì)大幅提升。
高工鋰電獲悉，在布局NCMA電池材料方面，國(guó)內(nèi)主要有寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科、格林美、容百科技等企業(yè)。其中格林美的NCMA正在給國(guó)內(nèi)客戶進(jìn)行噸級(jí)認(rèn)證，鎳元素含量高達(dá)90%，容百科技的NCMA進(jìn)程也處于批量驗(yàn)證測(cè)試。
就在近日，格林美公告稱，其NCMA前驅(qū)體材料已經(jīng)獲得噸級(jí)認(rèn)證。
格林美內(nèi)部人士表示，這意味著已經(jīng)到中試階段，技術(shù)方面已經(jīng)取得重大進(jìn)展，NCMA的性能相比NCM811而言，其能量密度、穩(wěn)定性、循環(huán)性、充放電倍率、安全性要好很多。與此對(duì)應(yīng)的成本，要低很多。
如果中試沒問(wèn)題，短期內(nèi)進(jìn)行大批量生產(chǎn)供給，滿足市場(chǎng)對(duì)高能量密度電芯材料體系的需求。
在NCMA四元鋰電池量產(chǎn)方面，暫時(shí)還沒有企業(yè)宣布已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用階段。
其中，研發(fā)起點(diǎn)相對(duì)較高的韓國(guó)電池企業(yè)LG 化學(xué)，也只是宣布在鎳鈷錳電池中摻入氧化鋁制備NCMA四元電池，最快也到2021年才配套通用汽車生產(chǎn)。
業(yè)內(nèi)對(duì)NCMA的主流觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)階段鎳和鈷含量保持甚至優(yōu)于NCA同等水平的替代方案，主要是采用NCM811高鎳電池向NCMA（鎳鈷錳鋁）四元電池進(jìn)階，并逐漸實(shí)現(xiàn)低鈷或無(wú)鈷電池的目標(biāo)。
NCMA量產(chǎn)一旦成功，不但會(huì)降低電池生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)綜合性能的提升，還會(huì)增強(qiáng)電池企業(yè)和新能源車企的競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步搶占燃油車的市場(chǎng)，獲得更多發(fā)展機(jī)會(huì)。
從產(chǎn)業(yè)化的角度看，NCMA還主要面臨著材料體系、生產(chǎn)工藝、相關(guān)配套設(shè)施的難題。
材料體系上，跟傳統(tǒng)的三元正極523、622、811、NCA相比，NCMA在鎳含量很高的情況下，鋁元素的摻雜及包覆量很難精準(zhǔn)控制，制造難度較大，實(shí)驗(yàn)較為復(fù)雜。
生產(chǎn)工藝上，由于NCMA的鎳含量比NCM811的還要高，鈷含量又比較低，因此對(duì)批量制造的環(huán)境要求較高。再加上高鎳材料體系易膨脹，對(duì)設(shè)備精度和耐腐蝕性，要求較高。
相關(guān)配套設(shè)施上，由于NCMA的高充電倍率，高能量密度，發(fā)生熱失控后進(jìn)行控制的難度大，與此對(duì)應(yīng)的BMS電池管理系統(tǒng)，車載應(yīng)用模塊方面，相關(guān)應(yīng)用還不足夠成熟。
總之，NCMA是一種新的四元材料體系，上下游相關(guān)企業(yè)在性能指標(biāo)，生產(chǎn)工藝等各方面，肯定還需要一定時(shí)間的摸索。
