鉅大LARGE | 點擊量:1033次 | 2020年07月03日
鋰離子電池正極材料發(fā)展路徑
目前正在使用和開發(fā)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(yīng)用領(lǐng)域分化明顯,目前鈷酸鋰依然是小型鋰電領(lǐng)域正極材料的主力,重要用于傳統(tǒng)3C領(lǐng)域等;三元材料和錳酸鋰重要在小型鋰電中應(yīng)用,在日本與韓國其作為動力鋰電池的技術(shù)較為成熟,重要用于電動工具、電動自行車和電動汽車等領(lǐng)域;磷酸鐵鋰在國內(nèi)在動力鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用,并且是未來儲能電池發(fā)展的方向,重要用于基站和數(shù)據(jù)中心儲能、家庭儲能、風(fēng)光電儲能等領(lǐng)域。
三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優(yōu)點,具有價格優(yōu)勢,但其應(yīng)用受到鈷價格的影響,當(dāng)鈷價格處于高位時,三元材料價格較鈷酸鋰低,具有較強(qiáng)的市場競爭力;但當(dāng)鈷價格處于低位時,三元材料相較于鈷酸鋰的優(yōu)勢就大大減小。目前,鈷酸鋰材料存在被三元材料替代的發(fā)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(wěn)定性控制上存在設(shè)備和技術(shù)上的雙重障礙,開發(fā)明顯落后,國外已在大量使用,我國公司尚無產(chǎn)品出現(xiàn)。
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(jìn)入動力鋰電池領(lǐng)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(yōu)點。預(yù)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(lǐng)域,磷酸鐵鋰正極材料的低溫性能和倍率放電已經(jīng)可以達(dá)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(shù)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(chǎn)業(yè)領(lǐng)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(chǎn)業(yè)化的發(fā)展仍低于國外發(fā)達(dá)國家的水平,如材料生產(chǎn)和應(yīng)用方面的持續(xù)性和穩(wěn)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%。