NCMとNCAのルート紛争

前回の記事で三元リチウム電池を紹介しましたが、特に乗用車分野では、パワー電池の主砲タイプになると考えていました。リン酸鉄リチウム電池と比較して、乗用車のニーズに合わせて、比エネルギーと比率、出力が高くなっています。過去2017年、中国の三元電池は15GWhを達成し、44.71％を占めましたが、リン酸鉄リチウム電池よりわずかに低いですが、乗用車の電気自動車のパワーにより、まもなく完全に最初になると予想されます。

ただし、我が国の三元リチウム電池は、テスラで使用されているNCA三元リチウム電池ではなく、主にNCM電池であることに注意してください。それで、2つの違いは何ですか、将来の発展は私たちがどのように一緒になって理解するかです。

まず第一に、NCMまたはNCAはバッテリーの正極材料を指します。 NCMとは、正極材料がニッケル、コバルト、マンガンの3つの材料で構成され、NCAの正極材料がニッケル、コバルト、アルミニウムで構成されていることを意味します。それらは関連する元素の化学的イニシャルです。 2つの三元材料の最初の2つは同じで、ニッケルとコバルトの両方であり、最後の1つだけが異なり、前者はマンガンで、後者はアルミニウムであることがわかります。

基本的な事実は、ニッケルの含有量が増加するにつれて、三元カソード材料の比容量が徐々に増加し、セルのエネルギー密度が増加するということです。したがって、ＮＣＭ電池では、３つの内容に応じて、ＮＣＭ材料をＮＣＭ１１１、ＮＣＭ５２３、ＮＣＭ６２２、ＮＣＭ８１１などに分けることができ、後者の数字は３つの比率を表す。より多くの航続距離が求められる中で、バッテリーの比エネルギーをより高くする必要があります。レアメタルとしてのコバルト価格の高騰とともに、高ニッケル系のNCM811は今後の重要な開発の方向性となるでしょう。

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NCAにおけるニッケル-コバルト-アルミニウムの一般的な比率は8：1.5：0.5であり、アルミニウムの含有量は非常に少ないです。したがって、二元材料に近く、マンガンの代わりにAl（遷移金属）が使用され、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物がイオンを通過していることがわかります。ドーピングと表面コーティングが変更され、イオンドーピングは材料の安定性を高め、材料のサイクル性能を向上させることができます。ただし、製造工程では、Alは両性金属であり、析出しにくいため、NCA材料の製造工程には限界があります。

NCA材料の技術的障壁が高いため、現在の生産能力は主に日本と韓国に集中しており、中国の大量生産は比較的少ない。主要サプライヤーには、住友商事、日本化学工業株式会社、戸田化学（戸田）などがあり、韓国のエコプロやGSEMも少数の製品を販売している。その中で、戸田は主に日本AESCと韓国LGCを供給し、住友は主にパナソニックとPEVEを供給し、韓国のEcopro対応顧客はSDIです。

NCAバッテリーは中国では大量生産されていません。主な問題は次のとおりです。

1.充電状態での高ニッケル材料の熱安定性が低く、電池の安全性が低下するため、電池メーカーや最終製品のユーザーはNCA電池の安全性に懸念を抱いています。バッテリーコアと電源システムから設計する必要があります。また、信頼性の高いセキュリティ設計のための電源およびシステムの他の側面の使用。

第二に、充電および放電プロセス中に深刻なガスが発生し、バッテリーが膨らんだり変形したり、サイクルと貯蔵寿命が短くなったり、バッテリーに潜在的な安全上の問題が発生したりします。したがって、NCAバッテリーは通常、耐圧性の円筒形バッテリーケースでできており、ガスの発生を抑えてバッテリーの膨らみや変形の問題を制御します。

第三に、NCAは、電池製造の全プロセスで湿度を10％未満に制御することを要求していますが、他の材料は現在、液体注入プロセス中にのみ厳密な湿度制御を必要とします。これは国内企業にとって大きな課題です。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

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公開されたデータはまだありません。NCAとNCM811のエネルギー密度、安全性、コストパフォーマンスを詳細に比較できます。それが良いか悪いかを言うのは難しいです。ただし、一部の専門家は、NCAとNCM811のパフォーマンスは比較的近いと指摘していますが、NCM811の価格はわずかに安いです。さらに、NCAシステムのバッテリーは完璧ではありません。エネルギー密度をさらに高めたい場合は、21700をベースに大量生産を続ける必要があり、バッテリーの安全管理に大きな課題が生じます。これらの理由から、中国でのNCAバッテリーの現在の生産量は比較的少なく、合理的です。 2017年、NCAバッテリーの負荷はわずか286.5MWhでした。

しかし、著者はテスラの関連情報を調べたところ、パナソニックが最近テスラと共同で21700NCAバッテリーを発売したことがわかりました。モノマーのエネルギー密度は300Wh / kgに近く、元の18650バッテリーの250Wh / kgよりも約10％高くなっています。ほぼ世界最高のエネルギー密度のリチウムイオン電池です。この数値は、国内で最も使用率の高いNCM523バッテリーセルのエネルギー密度レベル200Wh / kgをはるかに上回っており、中国で登場したばかりのNCM811バッテリーのエネルギー密度レベルを大幅に上回っています。つまり、最高のモノマーは250Wh / kgです。システムの最大レベルは200Wh / kgです。したがって、NCA電池については、開発が必要です。幸いなことに、ほとんどの国内の電池会社は、技術的な障壁を打ち破り、大量生産能力を形成できる時期を見るために、この点ですでに行動を起こしています。

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