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[电商业界] 锂电池正极材料分别在安全性、比容量等方面具有不同优势

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2017-7-17 16:45:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
   目前锂离子电池正极材料主要包括三元材料(NCM/NCA)、磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂、锰酸锂等。其中,三元材料主要应用在动力电池,并且已经开始用于小型锂电领域;磷酸铁锂更多的应用在动力电池和大型储能领域;钴酸锂主要用于3C产品;锰酸锂主要应用于动力电池和储能领域,且多与三元材料掺杂使用。

    数据显示,2016年全国锂电池正极材料产量16.16万吨,同比增长43%。其中,磷酸铁锂产量5.7万吨,同比增长75%;三元材料产量5.43万吨,同比增长49%;钴酸锂出货量3.49万吨,同比增长9.4%。


    各类正极材料分别在安全性、比容量等方面具有不同优势。

    三元材料综合了LiNiO2、LiCoO2、LiMn2O4的特点,三种过渡金属元素具有显著的协同效应,镍元素可以提高材料容量,钴元素主要起到减少阳离子混合占位、稳定层状结构的作用,锰元素则可以提高安全性和稳定性,因此三元材料具有能量密度高、循环寿命较长、安全性能较好等优点。三元材料理论比容量可以达到接近300mAh/g,目前广泛应用的NCM622实际比容量在170mAh/g左右,未来随着技术的进一步发展,实际比容量仍有很大的上升前景。

    磷酸铁锂技术较为成熟,安全性能较好,目前主要应用于储能、动力电池等领域。动力电池方面,客车上的应用更为普遍。未来随着三元材料性能的提高,我们认为磷酸铁锂会逐步缩小在动力电池上的应用范围。磷酸铁锂理论比容量可以达到170mAh/g,目前已经做到实际比容量140mAh/g左右,未来继续发展的上调空间不大。

    钴资源较为紧缺,2016年以来钴价持续上涨不断压缩钴酸锂产业链利润空间。由于钴酸锂在在更高电压下的结构不稳定,因此钴酸锂继续向高电压发展需要更深的技术积淀。目前钴酸锂主要应用于3C领域,已经存在某些小型锂电领域如移动电源上三元与钴酸锂混用的趋势。钴酸锂理论比容量可以达到270mAh/g以上,目前已达到实际比容量在150mAh/g左右,未来随着技术发展实际比容量可上涨空间较大。未来钴酸锂主要将朝着高电压方向发展,将通过掺杂和表面包覆来提高高电压下钴酸锂的性能。

    锰资源非常丰富,具有很大的成本优势。然而锰酸锂理论比容量仅有不到150mAh/g,考虑到其能量密度与高温性能,未来应用受限,大多应用在与其他材料掺杂使用的过程中。

    综合来说,我们预计在动力电池领域,乘用车上三元材料的渗透率将不断提升,考虑到安全性以及相关政策调整,客车上磷酸铁锂仍将在一段时间内与三元材料分庭抗礼。小型锂电领域,短期内钴酸锂和三元材料并行。钴酸锂在容量、电压平台和压实密度等方面有较好的优势,尤其是在体积能量密度方面优势较为突出,因此在智能手机等领域还有空间。但是在充电宝、平板电脑等产品中,NCM已经有替代钴酸锂趋势。同时考虑到钴价上涨等因素,在3C产品领域,三元材料仍十分有潜力。



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