從正極材料角度來看，國內乘用車市場已經開始從磷酸鐵鋰向三元鋰轉換，部分廠家已經開始量產高鎳三元材料；正極材料的可能性非常多，細微的改變和技術的突破，都可能對電芯整體效能出現(xiàn)影響，如富鋰三元，也是未來有可能被市場化的材料之一。

從負極材料來看，從石墨負極，到硅系負極，再到金屬鋰負極，不同的材料將逐步提升電芯的具體性能，目前國內已經有多家電池廠家已經開始硅系負極的研發(fā)和量產。

高鎳三元是現(xiàn)階段首選

日前，國家發(fā)改委公布有關就《汽車產業(yè)投資管理規(guī)定（征求意見稿）》公開征求意見的通告。其中對新建動力鋰離子電池公司投資項目產品重要技術的要求，可稱為最嚴動力鋰離子電池標準。文件表明：

針對這一要求，我國化學與物理電池行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍介紹，目前，我國較好的動力鋰離子電池，單體比能量基本可以達到250瓦時/千克，系統(tǒng)比能量能夠達到160瓦時/千克，以此為前提，《意見稿》設置的目標明顯偏高，公司很難達到這一要求。

即便如此，《意見稿》中所提技術指標，相比“2020年系統(tǒng)能量密度要做到260Wh/kg”的目標，依然相差甚遠。

據了解，常規(guī)三元NCM523能量密度最高為200Wh/Kg，而NCM622和NCM811卻可以達到230Wh/Kg和280Wh/Kg以上。假如要依靠三元電池實現(xiàn)2020年260wh/kg的目標，根據先階段的技術手段，只有NCM811/NCA才能夠勝任。

行業(yè)數(shù)據顯示，2018年一季度，國內三元材料產量31670噸，同比上升64．26％。其中常規(guī)NCM型號占比78％，NCM622型號占比14％，NCM811／NCA占比8％。其中NCM811產量大幅激增。

國內高鎳三元現(xiàn)狀

國內目前正在積極推進NCM811技術。

據悉，當升科技NCM811產品目前年產量為4000噸，三期工程計劃1．8萬噸／年高鎳多元材料產量，將于2018年至2020年間陸續(xù)建成投產；國軒高科表示已經開發(fā)出三元811材料軟包電芯，能量密度能夠達到302wh／kg；杉杉能源2017年底宣布月產100噸的寧鄉(xiāng)基地NCM811產線順利投產；億緯鋰能表示，自從2012年起就已開始推廣非車用NCM811；天津巴莫2017年年產5000噸高鎳材料產線投產，目前已經實現(xiàn)向國際大客戶批量供應NCM811。

“從鋰離子電池的技術來講，在鎳鈷錳的比例為8:1:1時，電池能量密度達到300瓦時/公斤已經可以清晰地看到‘天花板’，可能未來10年都無法突破?！睂幉ㄉ忌脊煞萦邢薰靖笨偛脤O曉東在鋰產業(yè)與動力鋰離子電池國際高峰論壇上如是說。

而另一種高鎳三元材料，NCA材料，由于國內起步比較晚，技術水平較國外公司有很大的差距，NCA目前產量重要集中在日本和韓國。NCA重要的供應商有日本的住友金屬（Sumitomo）、日本化學產業(yè)株式會社和戶田化學（Toda），韓國的Ecopro和GSEM也有少量產品銷售。

NCA電池在我國還未能大量生產，重要的難點在于：

一、高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性較差，導致電池的安全性下降，使得電池生產公司和終端產品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮，要從電芯設計、電源系統(tǒng)設計、電源使用等環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)可靠的安全設計。

二、充放電過程存在嚴重的產氣，這會導致電池鼓脹變形，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，降低了產氣量以控制電池鼓脹變形問題。

三、NCA要求在電池生產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對濕度進行嚴格控制。這對國內公司形成了很大的挑戰(zhàn)。

而日前，天津力神電池股份有限公司有也宣布，研發(fā)出了一種NCA三元高比能量動力鋰離子電池，能量密度超過300wh／kg。

事實上，早在2017年十一月，力神董事長秦興才公布的“力神電池化學體系路線規(guī)劃”中，就包涵了NCM811/NCA體系、NCM532/622體系、磷酸鐵鋰體系、固態(tài)電池、鈉離子電池和燃料動力鋰電池。

特斯拉的平衡術

特斯拉是全球NCA電池最大的擁護者。

松下與特斯拉聯(lián)合推出21700的NCA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，幾乎是當時世界上能量密度最高的量產鋰離子電池了。

但是，沒有一種技術是完美的，既可以滿足高能量密度要求，又能保證電池的循環(huán)壽命。特斯拉在降低鈷含量、提高比能的同時，犧牲了電池的循環(huán)壽命。

然而，特斯拉通過整車設計，巧妙避開了這一缺陷，保證了天秤的平衡——將18650電芯改為21700電芯，可大大縮小輔助材料所占車身空間，從而提升整車電池包的電容量，繼而提高續(xù)航里程，在行駛相同里程的前提下，特斯拉充放電次數(shù)小于其他品牌車輛。

而今，Model3使用的21700電芯將正極材料中所需鈷的含量降低到10%以下，低于其他電池產商生產的下一代NCM811電池中鈷含量（即鈷含量在10%）。這種突破使得特斯拉對鈷的需求量減少了59%。在2012年，特斯拉在每輛車消耗11kg的鈷，到2018年，每輛車上消耗4.5kg的鈷。

更為激進的是，最新消息稱，松下汽車電池部門的負責人田村堅表示：“我們已經大大降低了鈷在電池中的含量，鈷在三元電池中的比例已經降到3％，現(xiàn)在我們的目標是實現(xiàn)無鈷化，這項技術已經在研發(fā)當中?！?/p>

目前還無法得知剛上市的Model3電芯正極材料中鎳鈷鋁的具體比例，但大幅降低鈷含量勢必會對電芯性能的平衡出現(xiàn)影響，特斯拉是如何在繁復整車工藝中的同步實現(xiàn)“激進”與“穩(wěn)定”的？期待Model3的用戶體驗反饋。

反過來看，NCA材料在國內得不到推廣，其原因除制成成本偏高、安全性難以保證外，業(yè)內人士分析認為，需求側需求不足也是重要原因之一：采用NCA三元電芯的乘用車企重要是特斯拉，特斯拉不但較好地通過電池系統(tǒng)管理技術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，盡管我國互聯(lián)網造車的諸多新勢力，幾乎每一家都號稱要做我國的特斯拉，但卻沒有一家要學習特斯拉采用NCA電芯。