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鋰離子電池正極材料發展路徑

鉅大LARGE  |  點擊量:95次  |  2020年07月03日  

摘要
目前正在使用和開發的鋰電池正極材料主要包括鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳鈷三元材料,尖晶石型的錳酸鋰,橄欖石型的磷酸鐵鋰等。中國目前正極材料主要包括鈷酸鋰、三元材料、錳

目前正在使用和開發的鋰離子電池正極材料重要包括鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳鈷三元材料,尖晶石型的錳酸鋰,橄欖石型的磷酸鐵鋰等。我國目前正極材料重要包括鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰和磷酸鐵鋰。正極材料的應用領域分化明顯,目前鈷酸鋰依然是小型鋰電領域正極材料的主力,重要用于傳統3C領域等;三元材料和錳酸鋰重要在小型鋰電中應用,在日本與韓國其作為動力鋰電池的技術較為成熟,重要用于電動工具、電動自行車和電動汽車等領域;磷酸鐵鋰在國內在動力鋰電池領域應用,并且是未來儲能電池發展的方向,重要用于基站和數據中心儲能、家庭儲能、風光電儲能等領域。


三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優點,具有價格優勢,但其應用受到鈷價格的影響,當鈷價格處于高位時,三元材料價格較鈷酸鋰低,具有較強的市場競爭力;但當鈷價格處于低位時,三元材料相較于鈷酸鋰的優勢就大大減小。目前,鈷酸鋰材料存在被三元材料替代的發展大趨勢。


目前我國在高性能動力鋰電用NCM三元材料上和國際市場還存在較大的差距,在穩定性控制上存在設備和技術上的雙重障礙,開發明顯落后,國外已在大量使用,我國公司尚無產品出現。


由于安全問題和高昂的價格,鈷酸鋰正極材料始終沒有完全進入動力鋰電池領域。而錳酸鋰則具有原料錳資源豐富、價格低廉及無毒性等優點。預測到2015年三元材料在正極材料中的占比將上升至35%,錳酸鋰占比將上升至30%,而鈷酸鋰將下降至25%。


在動力鋰電池領域,磷酸鐵鋰正極材料的低溫性能和倍率放電已經可以達到鈷酸鋰的水平,目前是市場上最有希望的動力鋰電池材料。但是受制于技術瓶頸,磷酸鐵鋰離子電池一致性和單位能量密度較低。在動力鋰電池正極材料產業領域,中、日、韓、美動力鋰電池公司采用不同的材料體系。我國公司以磷酸鐵鋰為主,日韓公司以錳酸鋰和三元材料為主。目前我國磷酸鐵鋰材料產業化的發展仍低于國外發達國家的水平,如材料生產和應用方面的持續性和穩定性都不足,能量密度也始終無法提高。2012全球磷酸鐵鋰同比增速為56.66%,而我國只有5.77%。


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