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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。
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