锂电池正极材料技术发展趋势和未来展望

来源：存能电气  日期：2019-07-19 11:05  浏览量：次

　　锂电池正极材料技术发展趋势和未来展望。锂离子电池的核心材料是正极材料，直接影响着其安全性、循环寿命和成本等。锂电池是新能源汽车的核心零部件之一，锂电池正极材料对其安全性、循环寿命等性能影响巨大，对新能源和新能源汽车等战略新兴产业迅速崛起至关重要。

　　锂电池正极材料技术发展趋势

　　1.动力锂电正极材料集中于多元材料，向单晶化和高镍发展

　　多元材料镍(Ni)、钴、锰元素比例可以调整，且随着镍含量提高，材料克比容量提高，电池的能量密度也不断提升。同时由于钴原料的成本较高，钴价波动振幅也较大，导致高钴低镍的多元材料的成本居高不下，锂电企业为了降低成本和寻求更高能量密度的材料，倾向于采用Ni含量比较高的NCM622，NCM811和NCA。

　　高端的锂电多元材料综合使用掺杂和多元化包覆工艺，减小材料与电解液之间的副反应，确保在高电压下二次颗粒多元材料结构亦可稳定存在，不产生结构坍塌。另外，材料厂商开发出另一种单晶型高电压多元材料，这种材料具有较好的层状结构，从而提高材料在高电压下的循环性能。在3~4.4V工作电压下，可以提高锂离子传递效率，多元材料的放电比容量可提升15%以上。

　　2.小型锂电池正极材料向高电压低钴化方向发展

　　小型数码市场侧重锂电池能量密度和安全性。在高电压钴酸锂的工作电压持续提升至4.45V以后，高电压多元材料也成为数码锂电池正极材料发展的主要研究方向。锂电厂商开始在4.40V以下的产品中逐渐采取钴酸锂掺混多元材料的方式，达到降成本的目的。可以想见，多元材料替代钴酸锂的技术日趋成熟，多元材料的应用将更为广阔，而且这种低成本替换将是不可逆的。

　　3.储能锂电池正极材料

　　磷酸铁锂相对其他锂离子电池密度较小，但是它成本低，安全性高，电池寿命较长。从循环寿命和未来成本的降低空间看，磷酸铁锂电池是比较有潜力的储能电池正极材料。

　　正极材料是锂电池中最为关键的原材料。在当前市场上，动力电池正极材料具有体系多元化、需求个性化和市场多变化三个特点。磷酸铁锂是目前中国市场上应用较多的动力电池材料。这种材料的高安全和循环稳定等特点，使其在商用车、专用车等应用领域占据一定地位。

　　目前，无论是政策导向、市场需求，还是技术演进方向，三元材料高镍化已成为动力锂电池材料发展的必然趋势。

　　锂电正极材料未来市场展望

　　在如此明确的新能源汽车需求下，锂电池及正极材料的市场需求预计将获得持续快速的发展。预计2018年全球锂电正极材料出货量约为36万t，同比增长19%。到2020年预计全球锂电正极材料需求快速增长到53万t，其中多元材料37万t，其中1/3以上为高镍多元材料。

　　预计由于新能源汽车的市场不断扩大，多元材料短期不可替代，未来数年钴和锂资源的需求量仍将维持快速增长，我国如何规避资源在外的困境，如何加快钴、锂资源的储备和开发，制定与此相关的回收利用的政策，是确保我国新能源汽车稳定发展的最重要的课题之一。

　　新能源汽车给锂电池及正极材料市场带来了蓬勃发展，中国由于兼具生产和销售地的双重地缘优势，给中国锂电产业链条带来了前所未有的机遇。由于对续航里程的追求，动力锂电的能量密度的要求不断提升，多元材料成为国内外锂电技术主流发展趋势。

　　总结：锂电池正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。未来三年锂电池仍将保持稳定持续发展，预计2019年锂电池总需求量达到130Gwh。由于锂电应用领域不断扩大，锂电正极材料不断发展、扩充。