锂离子动力电池正极材料产业的发展现状

来源：存能电气  日期：2019-11-25 10:54  浏览量：次

　　锂离子动力电池正极材料产业的发展现状。动力锂离子电池凭借其优异的性能、成熟的技术成为众多动力电池的主流发展方向。电动汽车的发展给锂电正极材料的成长带来了很大的市场空间，在动力锂离子电池中的应用将出现爆发性增长。

　　锂离子动力电池正极材料产业的发展现状

　　锂电正极材料市场随着手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等电子消费产品和动力汽车、电动工具、电动助力车、发电储能装置等能源动力产品分为小型锂电正极材料市场和动力锂电池正极材料市场。

　　锂电池产业链中，市场规模最大、产值最高的环节当属正极材料，且其性能决定了电池的能量密度、寿命、安全性、使用领域等，正极材料成为锂电池的核心关键材料。目前国内外产业化应用的锂离子动力电池正极材料有磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元（镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂）、镍酸锂材料。

　　目前动力电池正极材料技术路线主要有：钴酸锂、镍钴锰三元、改性锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝三元。其中三元锂电池正极材料产能分别为13.3/31/41.5万吨，出现低端产能过剩，高端产能紧张的局面。随着高镍三元正极的推广应用，这种结构性产能过剩将会更加严重。

　　锂离子动力电池主要的正极材料

　　钴酸锂的容量可达到140mAh/g，质量轻、体积小、充放电电压平稳、电导率高、生产工艺简单；制备方法有高温固相法、溶胶-凝胶法、沉淀法、喷雾干燥法、水热合成法；但高的原材料价格、差的热稳定性及严重的污染问题限制其在电动车上的应用。

　　镍酸锂容量达到190～210mAh/g，环境污染小、自放电率低，合成方法有高温固相法、溶胶-凝胶法；但热稳定性差、容量衰减快。

　　锰酸锂资源丰富、成本较低、安全性好，有尖晶石和层状结构，比能量在80～120Wh/kg，循环寿命1500次左右。尖晶石锰酸锂的三维隧道结构更有利用锂离子的嵌入与脱出，成本较低、性能稳定，生产工艺技术较成熟，易实现工业化生产，但容量衰减快、高温循环性能较差；层状锰酸锂容量高，能达到250mAh/g，但循序性能差、高温下不稳定，容量衰减问题较严重，工业化生产较难实现。

　　磷酸铁锂是橄榄石型结构，比能量可达到100～120Wh/kg，循环寿命长达2000次，有较好的热稳定性和安全性且原材料丰富，而且制造成本低、循环寿命长，在目前的电动汽车中应用较多。但其较低的比能量、比功率限制了在大型纯电动车的应用，目前正在向纳米化和高密度的磷酸铁锂能量型方向发展，以满足新能源汽车尤其是客车和专用车辆的需要。

　　总结：正极材料是动力锂离子电池锂源的提供者，从根本上决定了电池的比能量和能量密度。锂离子电池正极材料的发展引领了锂离子电池的发展。