鋰電池正極材料技術發展趨勢和未來展望

來源：存能電氣  日期：2019-07-19 11:05  瀏覽量：次

　　鋰電池正極材料技術發展趨勢和未來展望。鋰離子電池的核心材料是正極材料，直接影響著其安全性、循環壽命和成本等。鋰電池是新能源汽車的核心零部件之一，鋰電池正極材料對其安全性、循環壽命等性能影響巨大，對新能源和新能源汽車等戰略新興產業迅速崛起至關重要。

　　鋰電池正極材料技術發展趨勢

　　1.動力鋰電正極材料集中于多元材料，向單晶化和高鎳發展

　　多元材料鎳(Ni)、鈷、錳元素比例可以調整，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。同時由于鈷原料的成本較高，鈷價波動振幅也較大，導致高鈷低鎳的多元材料的成本居高不下，鋰電企業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，確保在高電壓下二次顆粒多元材料結構亦可穩定存在，不產生結構坍塌。另外，材料廠商開發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構，從而提高材料在高電壓下的循環性能。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展

　　小型數碼市場側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提升至4.45V以后，高電壓多元材料也成為數碼鋰電池正極材料發展的主要研究方向。鋰電廠商開始在4.40V以下的產品中逐漸采取鈷酸鋰摻混多元材料的方式，達到降成本的目的。可以想見，多元材料替代鈷酸鋰的技術日趨成熟，多元材料的應用將更為廣闊，而且這種低成本替換將是不可逆的。

　　3.儲能鋰電池正極材料

　　磷酸鐵鋰相對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。從循環壽命和未來成本的降低空間看，磷酸鐵鋰電池是比較有潛力的儲能電池正極材料。

　　正極材料是鋰電池中最為關鍵的原材料。在當前市場上，動力電池正極材料具有體系多元化、需求個性化和市場多變化三個特點。磷酸鐵鋰是目前中國市場上應用較多的動力電池材料。這種材料的高安全和循環穩定等特點，使其在商用車、專用車等應用領域占據一定地位。

　　目前，無論是政策導向、市場需求，還是技術演進方向，三元材料高鎳化已成為動力鋰電池材料發展的必然趨勢。

　　鋰電正極材料未來市場展望

　　在如此明確的新能源汽車需求下，鋰電池及正極材料的市場需求預計將獲得持續快速的發展。預計2018年全球鋰電正極材料出貨量約為36萬t，同比增長19%。到2020年預計全球鋰電正極材料需求快速增長到53萬t，其中多元材料37萬t，其中1/3以上為高鎳多元材料。

　　預計由于新能源汽車的市場不斷擴大，多元材料短期不可替代，未來數年鈷和鋰資源的需求量仍將維持快速增長，我國如何規避資源在外的困境，如何加快鈷、鋰資源的儲備和開發，制定與此相關的回收利用的政策，是確保我國新能源汽車穩定發展的最重要的課題之一。

　　新能源汽車給鋰電池及正極材料市場帶來了蓬勃發展，中國由于兼具生產和銷售地的雙重地緣優勢，給中國鋰電產業鏈條帶來了前所未有的機遇。由于對續航里程的追求，動力鋰電的能量密度的要求不斷提升，多元材料成為國內外鋰電技術主流發展趨勢。

　　總結：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。未來三年鋰電池仍將保持穩定持續發展，預計2019年鋰電池總需求量達到130Gwh。由于鋰電應用領域不斷擴大，鋰電正極材料不斷發展、擴充。