鋰電池正極材料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)展望

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-07-19 11:05  瀏覽量：次

　　鋰電池正極材料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)展望。鋰離子電池的核心材料是正極材料，直接影響著其安全性、循環(huán)壽命和成本等。鋰電池是新能源汽車(chē)的核心零部件之一，鋰電池正極材料對(duì)其安全性、循環(huán)壽命等性能影響巨大，對(duì)新能源和新能源汽車(chē)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起至關(guān)重要。

　　鋰電池正極材料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

　　1.動(dòng)力鋰電正極材料集中于多元材料，向單晶化和高鎳發(fā)展

　　多元材料鎳(Ni)、鈷、錳元素比例可以調(diào)整，且隨著鎳含量提高，材料克比容量提高，電池的能量密度也不斷提升。同時(shí)由于鈷原料的成本較高，鈷價(jià)波動(dòng)振幅也較大，導(dǎo)致高鈷低鎳的多元材料的成本居高不下，鋰電企業(yè)為了降低成本和尋求更高能量密度的材料，傾向于采用Ni含量比較高的NCM622，NCM811和NCA。

　　高端的鋰電多元材料綜合使用摻雜和多元化包覆工藝，減小材料與電解液之間的副反應(yīng)，確保在高電壓下二次顆粒多元材料結(jié)構(gòu)亦可穩(wěn)定存在，不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)坍塌。另外，材料廠商開(kāi)發(fā)出另一種單晶型高電壓多元材料，這種材料具有較好的層狀結(jié)構(gòu)，從而提高材料在高電壓下的循環(huán)性能。在3~4.4V工作電壓下，可以提高鋰離子傳遞效率，多元材料的放電比容量可提升15%以上。

　　2.小型鋰電池正極材料向高電壓低鈷化方向發(fā)展

　　小型數(shù)碼市場(chǎng)側(cè)重鋰電池能量密度和安全性。在高電壓鈷酸鋰的工作電壓持續(xù)提升至4.45V以后，高電壓多元材料也成為數(shù)碼鋰電池正極材料發(fā)展的主要研究方向。鋰電廠商開(kāi)始在4.40V以下的產(chǎn)品中逐漸采取鈷酸鋰摻混多元材料的方式，達(dá)到降成本的目的?？梢韵胍?jiàn)，多元材料替代鈷酸鋰的技術(shù)日趨成熟，多元材料的應(yīng)用將更為廣闊，而且這種低成本替換將是不可逆的。

　　3.儲(chǔ)能鋰電池正極材料

　　磷酸鐵鋰相對(duì)其他鋰離子電池密度較小，但是它成本低，安全性高，電池壽命較長(zhǎng)。從循環(huán)壽命和未來(lái)成本的降低空間看，磷酸鐵鋰電池是比較有潛力的儲(chǔ)能電池正極材料。

　　正極材料是鋰電池中最為關(guān)鍵的原材料。在當(dāng)前市場(chǎng)上，動(dòng)力電池正極材料具有體系多元化、需求個(gè)性化和市場(chǎng)多變化三個(gè)特點(diǎn)。磷酸鐵鋰是目前中國(guó)市場(chǎng)上應(yīng)用較多的動(dòng)力電池材料。這種材料的高安全和循環(huán)穩(wěn)定等特點(diǎn)，使其在商用車(chē)、專(zhuān)用車(chē)等應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)一定地位。

　　目前，無(wú)論是政策導(dǎo)向、市場(chǎng)需求，還是技術(shù)演進(jìn)方向，三元材料高鎳化已成為動(dòng)力鋰電池材料發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　鋰電正極材料未來(lái)市場(chǎng)展望

　　在如此明確的新能源汽車(chē)需求下，鋰電池及正極材料的市場(chǎng)需求預(yù)計(jì)將獲得持續(xù)快速的發(fā)展。預(yù)計(jì)2018年全球鋰電正極材料出貨量約為36萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)19%。到2020年預(yù)計(jì)全球鋰電正極材料需求快速增長(zhǎng)到53萬(wàn)t，其中多元材料37萬(wàn)t，其中1/3以上為高鎳多元材料。

　　預(yù)計(jì)由于新能源汽車(chē)的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，多元材料短期不可替代，未來(lái)數(shù)年鈷和鋰資源的需求量仍將維持快速增長(zhǎng)，我國(guó)如何規(guī)避資源在外的困境，如何加快鈷、鋰資源的儲(chǔ)備和開(kāi)發(fā)，制定與此相關(guān)的回收利用的政策，是確保我國(guó)新能源汽車(chē)穩(wěn)定發(fā)展的最重要的課題之一。

　　新能源汽車(chē)給鋰電池及正極材料市場(chǎng)帶來(lái)了蓬勃發(fā)展，中國(guó)由于兼具生產(chǎn)和銷(xiāo)售地的雙重地緣優(yōu)勢(shì)，給中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈條帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。由于對(duì)續(xù)航里程的追求，動(dòng)力鋰電的能量密度的要求不斷提升，多元材料成為國(guó)內(nèi)外鋰電技術(shù)主流發(fā)展趨勢(shì)。

　　總結(jié)：鋰電池正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。未來(lái)三年鋰電池仍將保持穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，預(yù)計(jì)2019年鋰電池總需求量達(dá)到130Gwh。由于鋰電應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，鋰電正極材料不斷發(fā)展、擴(kuò)充。