近日，通用汽車在EV Day宣佈與LG化學合作，計劃2021年量產NCMA四元鋰電池，其成本實現超過30%的降幅，進而引發行業對NCMA的關注。
其實NCMA四元鋰電池，國內相關電池或材料企業早就展開了研究，並取得了一定的進展。
NCMA四元鋰電池最早概念誕生，是在2016年，由韓國漢陽大學及韓國本土動力電池企業共同提出。
該技術路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素，抑制鈷元素的不穩定雜質生成，從而顯著提升電池的循環壽命。
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%，同時鈷含量進一步降低。這種NCMA四元鋰電池，在一定程度上可以實現提升電池能量密度、降低成本、改善充放電性能的多維度平衡。
具體實際的改進和提升方面，主要是成本和安全性。
一方面Al的加入進一步降低鈷的含量，進而實現成本的優化。另一方面，四元材料的體系穩定性，循環性，安全性也表現出一定的性能優勢。
從降低鈷含量，提升電池性能的角度看，高鎳低鈷的NCMA四元鋰電池是未來的發展趨勢之一。
不過就現在技術進展來看，國內市場應用方面，還是NCM三元鋰電池佔主流，而且持續時間將比較長。主要原因是鋰電池材料體系每多摻入一種元素，控制和生產難度會大幅提升。
高工鋰電獲悉，在佈局NCMA電池材料方面，國內主要有寧德時代、比亞迪、國軒高科、格林美、容百科技等企業。其中格林美的NCMA正在給國內客戶進行噸級認證，鎳元素含量高達90%，容百科技的NCMA進程也處於批量驗證測試。
就在近日，格林美公告稱，其NCMA前驅體材料已經獲得噸級認證。
格林美內部人士表示，這意味著已經到中試階段，技術方面已經取得重大進展，NCMA的性能相比NCM811而言，其能量密度、穩定性、循環性、充放電倍率、安全性要好很多。與此對應的成本，要低很多。
如果中試沒問題，短期內進行大批量生產供給，滿足市場對高能量密度電芯材料體系的需求。
在NCMA四元鋰電池量產方面，暫時還沒有企業宣佈已經實現大規模量產，進入市場應用階段。
其中，研發起點相對較高的韓國電池企業LG 化學，也只是宣佈在鎳鈷錳電池中摻入氧化鋁製備NCMA四元電池，最快也到2021年才配套通用汽車生產。
業內對NCMA的主流觀點認為，現階段鎳和鈷含量保持甚至優於NCA同等水平的替代方案，主要是採用NCM811高鎳電池向NCMA（鎳鈷錳鋁）四元電池進階，並逐漸實現低鈷或無鈷電池的目標。
NCMA量產一旦成功，不但會降低電池生產成本，實現綜合性能的提升，還會增強電池企業和新能源車企的競爭力，進一步搶佔燃油車的市場，獲得更多發展機會。
從產業化的角度看，NCMA還主要面臨著材料體系、生產工藝、相關配套設施的難題。
材料體系上，跟傳統的三元正極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控制，製造難度較大，實驗較為複雜。
生產工藝上，由於NCMA的鎳含量比NCM811的還要高，鈷含量又比較低，因此對批量製造的環境要求較高。再加上高鎳材料體系易膨脹，對設備精度和耐腐蝕性，要求較高。
相關配套設施上，由於NCMA的高充電倍率，高能量密度，發生熱失控後進行控制的難度大，與此對應的BMS電池管理系統，車載應用模塊方面，相關應用還不足夠成熟。
總之，NCMA是一種新的四元材料體系，上下游相關企業在性能指標，生產工藝等各方面，肯定還需要一定時間的摸索。
閱讀更多 高工鋰電網 的文章
