电池科技前瞻系列报告之五：单晶NCA正极 特斯拉的努力

　　特斯拉申请单晶NCA 正极合成专利

    　　特斯拉动力电池材料相关技术研发团队成员HY Li、J Li、JRDahn 等人申请了主要创新点为两段式锂化烧结合成单晶NCA（镍钴铝酸锂）三元正极材料的技术专利。专利题名为Method forSynthesizing Nickel-Cobalt-Aluminum Electrodes，专利公开号为WO2020/082019A1，公开日为2020 年4 月23 日。

    　　专利主要创新点：两段式锂化烧结合成单晶NCA 正极研究者披露，其采用两段式锂化烧结合成单晶NCA 正极。具体过程为：使用约4 微米平均粒径的氢氧化镍钴铝前驱体，首次锂化过程的温度范围为800oC 到950oC，时间为1-24h；以氢氧化锂为锂源，锂-其他金属的摩尔比小于1，获得贫锂的首次锂化正极材料，锂化程度可调；第二次锂化过程的温度范围为650oC 到760oC，时间为1-24h；通过额外的氢氧化锂进行补锂。

    　　正极材料性能：暂时差强人意

    　　研究工作使用的纽扣电池搭载正极为高镍单晶NCA，成分LiNi0.88Co0.09Al0.03O2。测试倍率为C/5，截止电压为3.0/4.2V，温度为30oC。虽然测试条件较温和，但采用不同的电解液的电池正极其初始容量相比于镍含量而言较低（175-195mAh/g），容量衰减速度也较快（100 次循环衰减约10%以上）。仅从专利给出的测试数据而言，该正极材料距离征服整车厂商和消费者仍有距离。

    　　总结与评论：“两段式烧结”有前景，单晶正极适合长寿命电池特斯拉研究单晶NCA 电池正极材料（以及长寿命电解液，也有相应专利、学术文献），以及宁德时代研究高压单晶NCM 正极材料等，标志着一个确定性很高的技术方向，即正极容量/电压-寿命整体优化、权衡，通过正极元素整体配比、正极粒径分布和成分分布调控，寻找最佳的一个或几个正极性能设计点，满足消费者的主流需求/分层需求，尤其是对长寿命电池/整车的需求。

    　　当前特斯拉在NCA 单晶方面的研究尚处于起步阶段，但是其两段式锂化工艺有相当程度的优化空间。温度-时间的精细控制可能是优化材料性能的关键。单晶NCM 正极材料同样可以有较高的性能表现，具有技术实力/技术储备的电池/材料企业龙头有望受益。

    　　长寿命电池和低钴材料体系的兼容性较差，如消费者对纯电动车型长寿命的需求超预期，则利好钴资源。

    　　投资建议

    　　建议投资者关注我国动力电池龙头，以及单晶NCM 正极供应商长远锂科、振华新材；建议关注钴资源企业洛阳钼业、华友钴业等（相应标的由中信建投证券研究发展部有色团队覆盖）。