鋰離子動力電池正極材料產業的發展現狀

來源：存能電氣  日期：2019-11-25 10:54  瀏覽量：次

　　鋰離子動力電池正極材料產業的發展現狀。動力鋰離子電池憑借其優異的性能、成熟的技術成為眾多動力電池的主流發展方向。電動汽車的發展給鋰電正極材料的成長帶來了很大的市場空間，在動力鋰離子電池中的應用將出現爆發性增長。

　　鋰離子動力電池正極材料產業的發展現狀

　　鋰電正極材料市場隨著手機、筆記本電腦、數碼相機、數碼攝像機等電子消費產品和動力汽車、電動工具、電動助力車、發電儲能裝置等能源動力產品分為小型鋰電正極材料市場和動力鋰電池正極材料市場。

　　鋰電池產業鏈中，市場規模最大、產值最高的環節當屬正極材料，且其性能決定了電池的能量密度、壽命、安全性、使用領域等，正極材料成為鋰電池的核心關鍵材料。目前國內外產業化應用的鋰離子動力電池正極材料有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元（鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰）、鎳酸鋰材料。

　　目前動力電池正極材料技術路線主要有：鈷酸鋰、鎳鈷錳三元、改性錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋁三元。其中三元鋰電池正極材料產能分別為13.3/31/41.5萬噸，出現低端產能過剩，高端產能緊張的局面。隨著高鎳三元正極的推廣應用，這種結構性產能過剩將會更加嚴重。

　　鋰離子動力電池主要的正極材料

　　鈷酸鋰的容量可達到140mAh/g，質量輕、體積小、充放電電壓平穩、電導率高、生產工藝簡單；制備方法有高溫固相法、溶膠-凝膠法、沉淀法、噴霧干燥法、水熱合成法；但高的原材料價格、差的熱穩定性及嚴重的污染問題限制其在電動車上的應用。

　　鎳酸鋰容量達到190～210mAh/g，環境污染小、自放電率低，合成方法有高溫固相法、溶膠-凝膠法；但熱穩定性差、容量衰減快。

　　錳酸鋰資源豐富、成本較低、安全性好，有尖晶石和層狀結構，比能量在80～120Wh/kg，循環壽命1500次左右。尖晶石錳酸鋰的三維隧道結構更有利用鋰離子的嵌入與脫出，成本較低、性能穩定，生產工藝技術較成熟，易實現工業化生產，但容量衰減快、高溫循環性能較差；層狀錳酸鋰容量高，能達到250mAh/g，但循序性能差、高溫下不穩定，容量衰減問題較嚴重，工業化生產較難實現。

　　磷酸鐵鋰是橄欖石型結構，比能量可達到100～120Wh/kg，循環壽命長達2000次，有較好的熱穩定性和安全性且原材料豐富，而且制造成本低、循環壽命長，在目前的電動汽車中應用較多。但其較低的比能量、比功率限制了在大型純電動車的應用，目前正在向納米化和高密度的磷酸鐵鋰能量型方向發展，以滿足新能源汽車尤其是客車和專用車輛的需要。

　　總結：正極材料是動力鋰離子電池鋰源的提供者，從根本上決定了電池的比能量和能量密度。鋰離子電池正極材料的發展引領了鋰離子電池的發展。