随着电动汽车和大规模系统的快速发展，对高能量密度可充电的需求急剧增长，为满足高能量密度，高安全属性，降低成本的需求，人们一直对电极材料进行了广泛的研究，今天来了解一下全新NCMA四元，看看相比目前的三元锂有哪些优势。
目前市面上主流的三元电池大致分为两条技术路线，分别是 NCA 镍钴铝电池和 NCM 镍钴锰电池。但不管是 NCA 还是 NCM，消费者对纯电动车动力电池的诉求都是一致的：提高安全性、提升能量密度和降低成本。NCMA，直观上看好像是 NCA + NCM。
简单来说，提高三元锂电池中镍的占比，可以提高电池的能量密度，在同等重量下塞下更多的电量，让汽车跑得更远。但在镍含量超过 90% 后（即超高镍电池），电池的热稳定性会迅速下降，同时容量保持率也开始下降。也就是安全性降低、更容易衰减。而 NCMA 电池，则是在 NCM 超高镍电池的基础上掺入了 的铝元素，根据研究，NCMA 电池的性能因此大幅改善。
铝掺杂明显改善了富镍 NCM 正极的循环稳定性，但当过量引入时伴随着电池容量的损失。最终研究人员提出了最合理的方案，即NCMA89：Li[Ni 0.89 Co 0.05 Mn 0.05 Al 0.01 ]O 2，其中镍占89%，钴占5%，锰占5%，铝占1%，这种电池提供了容量和循环寿命的最佳组合，其性能优于正极镍含量相似的NCA 和 NCM 电池，以Li[Ni 0.90 Co0.05 Mn0.05]O2 (NCM90)和Li[Ni0.885 Co0.100 Al0.015]O2 (NCA89)两种电池做对比。如下图所示，相比 NCA 89 和 NCM 90 超高镍三元，NCMA 89 四元电池在容量衰减、抑制微裂纹等 6 个维度表现都要优于 NCA 和 NCM。
例如，在 25 ℃、3.0 - 4.2V、1 C 的条件下进行 1000 次充放电测试，NCMA 89、NCM 90 和 NCA 89 的容量保持率分别为 84.5%、68% 和 60.2%。
阴极的热稳定性对电池安全也很重要。从扫描量热数据中可以看出，NCA89 阴极放热反应的峰值温度为 202 °C，产生的热量为 1753 J g –1，而 NCM90 阴极的峰值温度为192 °C 产生的热量为 1561 J g –1。相比之下，NCMA89 的放热峰值温度为 205 °C，产生的热量为 1384 J g –1，表现出更高的热稳定性. NCMA89 阴极热性能的改善归因于微裂纹数量的减少，从而减少了渗透电解质的数量。由于 Al 铝和 Mn 锰离子的协同作用稳定了层状结构并延迟了热致相变，因此 NCMA89 阴极在结构上是最稳定的。
不过，四元锂电池量产工艺比三元锂锂电池复杂，想要实现量产还是要很长一段路要走。
