特斯拉用的電池，為何和我們用的不相同？

在18年以前，市面上的動力鋰電池是三元鋰與磷酸鐵鋰平分天下的年代。拿17年來說，三元鋰離子電池裝機量為16.04千兆瓦時，占比為44.01%；磷酸鐵鋰離子電池裝機量為17.97千兆瓦時，占比為49.29%。但由于現(xiàn)有技術(shù)條件下，磷酸鐵鋰離子電池能量密度有限，18年開始國家對小客車的補貼政策開始向三元鋰離子電池傾斜。所以近年來新上市的電動汽車搭載的動力鋰電池基本均為三元鋰離子電池。

特斯拉用的電池，為何和我們用的不相同？

簡單來說三元鋰離子電池是一種以鎳鈷元素作為正極材料，以錳鹽或鋁鹽來穩(wěn)定化學架構(gòu)的鋰離子電池。而在三元鋰離子電池中又重要分為NCM與NCA兩種技術(shù)路線。

NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料由一定比例組合而成，而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構(gòu)成，每個字母對應(yīng)的都是相關(guān)元素的化學首字母。由于這兩類鋰離子電池能量密度相對更高，還能夠平衡續(xù)航和穩(wěn)定性，所以它們成為了目前電動汽車電池的首選。

那么NCM與NCA兩種技術(shù)路線哪個更占優(yōu)勢呢？

直接說結(jié)論，目前這兩種技術(shù)誰都沒有絕對的優(yōu)勢來擊倒對方，但因國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)等原因，國產(chǎn)電動汽車大多搭載NCM三元鋰離子電池。

特斯拉用的電池，為何和我們用的不相同？

先來說NCA電池，特斯拉的車型目前搭載的均為這一類型的電池，例如Model3的21700電池，單體密度已經(jīng)可以做到300Wh/kg。NCA中鎳鈷鋁常見的配比為8:1.5:0.5，鋁的含量非常少，因此可以理解它接近二元材料，以鋁（過渡金屬）代替錳，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。

鎳鈷鋁電池，對制作工藝要求高且成本高，但鋁可以起到提高電池循環(huán)化學穩(wěn)定性的用途，搭配在三元體系中，鎳含量可以得到一定提升，從而實現(xiàn)更高的電池能量密度。但是鎳鈷鋁晶體結(jié)構(gòu)較鎳鈷錳不穩(wěn)定，容易在較高溫度的情況下，發(fā)生崩塌導(dǎo)致熱失控，且pH值過高易使單體脹氣，進而引發(fā)危險。

特斯拉用的電池，為何和我們用的不相同？

由于NCA材料的技術(shù)壁壘高，目前產(chǎn)量重要集中在日韓，我國量產(chǎn)較少。重要供應(yīng)商有住友金屬(Sumitomo)、日本化學產(chǎn)業(yè)株式會社和戶田化學(Toda)，韓國的Ecopro和GSEM也有少量產(chǎn)品銷售。其中，Toda重要供應(yīng)日本AESC和韓國LGC，Sumitomo重要供應(yīng)松下和PEVE，韓國的Ecopro對應(yīng)客戶為SDI。

而關(guān)注電動汽車的朋友可能會對811電池有所耳聞。這個811其實就是屬于NCM技術(shù)路線的，就是指NCM三元鋰離子電池中鎳、鈷、錳三種元素所占的比例為8:1:1。按照鎳鈷錳三者含量的不同，NCM常見的型號有NCM523、NCM622、NCM811等。其中大多數(shù)國產(chǎn)電動汽車目前都使用的是523或者622型號的NCM電池。而目前NCM技術(shù)的發(fā)展趨勢就是去鈷并提高鎳，例如最新的811電池就是這個趨勢。

特斯拉用的電池，為何和我們用的不相同？

目前我國的寧德時代已經(jīng)從去年年底開始量產(chǎn)NCM811電池，像蔚來ES6和廣汽新能源AionS目前已經(jīng)搭載了這一電池。它的單體能量密度可以達到250Wh/kg。但由于鎳鈷錳電池內(nèi)的錳元素較難穩(wěn)定更多的鎳，導(dǎo)致目前鎳鈷錳體系能量密度稍低，所以目前續(xù)航表現(xiàn)不如鎳鈷鋁電池，且正極材料的熱穩(wěn)定性就越差。在遇到高溫、外力沖擊等情況時，高鎳電池會存在安全隱患。而且高鎳電池充電時產(chǎn)氣會導(dǎo)致電池鼓脹也是一個待解的問題。