NCA材料的一些性能指標雖然表現(xiàn)優(yōu)秀，但是其規(guī)模化的商業(yè)化道路漫長而曲折，NCA鋰離子電池要實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應用，還面臨諸多的技術挑戰(zhàn)。
1.NCA材料制備技術難度較大
首先NCA前驅體Ni0.8Co0.15Al0.05（OH）2制備工藝技術難度高，由于鎳（Ni）鈷（Co）元素與鋁元素的沉淀pH差異較大，其溶度積常數（Ksp）：氫氧化鎳Ni（OH）2為10-16、氫氧化鈷Co（OH）210-14.9、氫氧化鋁Al（OH）310-33，同時Al3+很難與氨水發(fā)生絡合反應，因此采用常規(guī)的共沉淀法，Al3+極易生成絮狀產物，且Al（OH）3為兩性氫氧化物，在較高的pH值下又分解為AlO2-1，導致鎳鈷鋁沉淀產物元素分布不均勻，粒度難以長大，松裝密度低，同時出現(xiàn)鈉、硫等雜質較難處理的問題，直至后來采用鋁酸鈉工藝才解決鋁的共沉淀難題。
其次NCA火法燒結制備技術難度大，主要與Ni的性質有關，材料中Ni為+3價，合成的前驅體原料為+2價，Ni2+很難氧化成Ni3+，需要在純氧條件下才能完全轉化。由于Ni3+的熱力學不穩(wěn)定性，NCA的燒結溫度不能太低也不能太高，太低Ni2+難以氧化成Ni3+，太高 Ni3+又會分解為Ni2+。因此最佳燒結溫度條件一般為750～800℃。
2.生產設備要求特殊
由于NCA需要純氧氣氣氛，對生產設備的密封性要求較高，同時窯爐設備內部元件的抗氧化性要求很高，生產普通多元材料的窯爐未能滿足要求，而國內設備廠商適合高鎳正極材料的專業(yè)窯爐的設計和制造經驗不足，品質可靠性不高。
3.材料生產成本高
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，同時NCA對溫濕度敏感性較強，需要生產環(huán)境濕度控制在10%以下，加大了生產和管理的成本。
4.NCA電池設計和制造難度較高
高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定較低，導致電池的安全性下降，需要從電芯設計、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，使得電池生產企業(yè)和終端產品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮；另一方面，充放電過程中嚴重的產氣，導致電池鼓脹變形，循環(huán)及擱置壽命下降，給電池帶來安全隱患，所以通常采用NCA正極材料制作18650型圓柱電池，以緩解電池鼓脹變形問題。Tesla Model S采用與Panasonic共同研發(fā)的高容量3.1AhNCA鋰電池組，由7 000顆18650圓柱電池組成。
1.NCA材料制備技術難度較大
首先NCA前驅體Ni0.8Co0.15Al0.05（OH）2制備工藝技術難度高，由于鎳（Ni）鈷（Co）元素與鋁元素的沉淀pH差異較大，其溶度積常數（Ksp）：氫氧化鎳Ni（OH）2為10-16、氫氧化鈷Co（OH）210-14.9、氫氧化鋁Al（OH）310-33，同時Al3+很難與氨水發(fā)生絡合反應，因此采用常規(guī)的共沉淀法，Al3+極易生成絮狀產物，且Al（OH）3為兩性氫氧化物，在較高的pH值下又分解為AlO2-1，導致鎳鈷鋁沉淀產物元素分布不均勻，粒度難以長大，松裝密度低，同時出現(xiàn)鈉、硫等雜質較難處理的問題，直至后來采用鋁酸鈉工藝才解決鋁的共沉淀難題。
其次NCA火法燒結制備技術難度大，主要與Ni的性質有關，材料中Ni為+3價，合成的前驅體原料為+2價，Ni2+很難氧化成Ni3+，需要在純氧條件下才能完全轉化。由于Ni3+的熱力學不穩(wěn)定性，NCA的燒結溫度不能太低也不能太高，太低Ni2+難以氧化成Ni3+，太高 Ni3+又會分解為Ni2+。因此最佳燒結溫度條件一般為750～800℃。
2.生產設備要求特殊
由于NCA需要純氧氣氣氛，對生產設備的密封性要求較高，同時窯爐設備內部元件的抗氧化性要求很高，生產普通多元材料的窯爐未能滿足要求，而國內設備廠商適合高鎳正極材料的專業(yè)窯爐的設計和制造經驗不足，品質可靠性不高。
3.材料生產成本高
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，同時NCA對溫濕度敏感性較強，需要生產環(huán)境濕度控制在10%以下，加大了生產和管理的成本。
4.NCA電池設計和制造難度較高
高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定較低，導致電池的安全性下降，需要從電芯設計、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，使得電池生產企業(yè)和終端產品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮；另一方面，充放電過程中嚴重的產氣，導致電池鼓脹變形，循環(huán)及擱置壽命下降，給電池帶來安全隱患，所以通常采用NCA正極材料制作18650型圓柱電池，以緩解電池鼓脹變形問題。Tesla Model S采用與Panasonic共同研發(fā)的高容量3.1AhNCA鋰電池組，由7 000顆18650圓柱電池組成。
NCA材料的表面堿性較高，電極漿料粘度不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)粘度增加甚至產生果凍現(xiàn)象，導致電池極板制作過程中的涂覆性能較差；NCA材料對濕度敏感，容易吸潮，并且材料中的Li2O持續(xù)與CO2反應，導致材料性能劣化甚至失效，因此在電池生產過程中，電極漿料、極板、卷芯等對水分非常敏感，整個生產環(huán)境對濕度的要求比較苛刻，導致設備投入和生產成本較高。因此，國內電池生產廠家正在積極開發(fā)NCA電池體系，大多處于跟蹤研究和技術探索階段，距離工業(yè)化應用的要求還有一定的差距。
