隨著松下采用新型正負極材料，18650型電池的容量先后增加到了3.4Ah和4.0Ah，體積能量密度則分別提高到了730和800Wh/L。

　　因此率先進行產品性能提升和下一代產品技術積累的公司，將有望在未來市場競爭中取得技術優勢。

　　如何提高提高能量密度

　　目前提高鋰離子電池能量密度的途徑有以下幾種：

　　1.減薄殼體，集流體，隔膜，增加電極壓實密度，減少粘結劑和導電劑使用量，提高活性物質在電極中的含量；

　　但是相應的會帶來一些風險：薄的殼體會使電池安全性降低，集流體使電極容易發生斷裂，薄的隔膜導致的安全性的降低等，增加電極壓實密度則可能導致吸液率降低及極片變脆等。

　　2.將高容量低壓實的材料與高壓實的材料混合形成復合材料體系，提高復合材料體系的壓實密度。

　　3.選擇具有高比容量的正負極材料或是高電壓平臺的正極材料。

　　如用高Ni的NCM或NCA材料取代常規NCM材料，用LMFP材料代替LFP

高比容量正負極材料及高電壓正極材料

　　4.之前文章提到的高容量的SiC負極(戳此查看)，今天主要聊聊NCA材料

　　目前LiNi0.8Co0.15Al0.05O2.已經產業化，容量為190mAh/g左右，500次循環保持率在90%以上。

　　NCA生產合成工藝

　　a.制備Ni1-xCox(OH)2，表面包覆Al(OH)3，最后與Li鹽混合燒結制備NCA；

　　b.直接采用Ni/Co/Al鹽共沉淀制備Ni1-x-yCoxAly(OH)2，然后與Li鹽混合燒結制備NCA；

　　c.制備Ni1-xCox(OH)2，然后與Al(OH)3，Li鹽一起混合燒結制備NCA。

　　a和c方案Al元素分布不均勻，表層Al含量偏高，形成惰性層，降低最終產品容量，工藝復雜，成本高。

　　b方案Al元素可以均勻分布，產品性能更加優異，流程簡單、成本低，但前驅體的制備技術難度更大。

　　目前Tesla電池的正極材料供應商日本住友已完成了Ni含量在85%～88%的新組分NCA的開發，較常規的Ni含量為80%～85%的NCA材料，其能量密度又提升了5%。

　　韓國主要采用的是Ni1-xCox(OH)2工藝路線，在火法階段將Al源和鋰源一起混合燒結制備NCA正極材料。

　　NCA存在的問題

　　1.合成困難

　　NCA中的Ni為+3價，合成的前軀體原料為+2價，Ni2+氧化成為Ni3+,Ni3+很不穩定，高溫合成升高溫度可以提高Ni2+氧化成為Ni3+的轉化率，但由于Ni3+很不穩定，溫度太高又導致Ni3+的分解。

　　2.合成成本高

　　對于普通三元材料，生產過程中只需要空氣氣氛，而NCA需要純氧氣氣氛，純氧的成本較高，且對制造氧氣生產供應設備要求極高。

　　3.吸水性強

　　Ni3+很不穩定，在有H2O存在下，

　　LiNiCoAlO2+H2O→NiO+LiOH+O2

　　LiOH+CO2→Li2CO3

　　Li2CO3+HF→LiF+CO2

　　由于存在以上反應，導致NCA表面堿性很高，在配料涂布極易出現果凍狀。

　　因此產線需要在10%左右濕度下生產和存儲。

　　4.電池安全性

　　高Ni體系滿電狀態下的熱穩定性差，導致電池的安全性下降，需配合電芯體系(如高安全性隔膜，采用18650等圓柱體系)、BMS等進行配套優化設計

　　NCA主要供應商

　　1.進口的有日本化學，戶田和住友金屬，JFE，ECOPRO和GS等企業生產；

　　2.國內的有當升，格林美，寧波金和，天驕，科隆，貝特瑞等小批量生產；

　　3.前驅體供應商：國內主要有：金瑞，邦普，華友，天驕等。