锂电池正极材料路径渐明 钴酸锂将逐渐被替代

文章来源:互联网 发布时间:2013-08-21
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2012年锂离子电池占全球锂终端需求的41%,锂离子电池的输入输出性能主要取决于电池内部材料的结构和性能。

2012年锂离子电池占全球锂终端需求的41%,锂离子电池的输入输出性能主要取决于电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正极材料是最核心的关键材料,占据锂电池成本的30-40%。消费类电子产品市场(笔记本电脑、平板电脑、智能手机等)的快速扩张带来锂电池需求的爆发式增长。未来新能源领域电动汽车与储能电站也均将依赖于锂离子电池。预计到2013年全球锂离子电池产业规模将达到278.1 亿美元;2015年,新能源汽车的产业化应用将带动全球锂离子电池的产业规模达到523.2亿美元。随着锂电池产业规模的扩张,锂电池正极材料产业规模也处于迅速扩张的阶段,其中以钴酸锂的应用最为成熟。

应用 正极材料应用领域分化

目前正在使用和开发的锂电池正极材料主要包括钴酸锂、镍钴酸锂、镍锰钴三元材料,尖晶石型的锰酸锂,橄榄石型的磷酸铁锂等。中国目前正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。正极材料的应用领域分化明显,目前钴酸锂依然是小型锂电领域正极材料的主力,主要用于传统3C领域等;三元材料和锰酸锂主要在小型锂电中应用,在日本与韩国其作为动力电池的技术较为成熟,主要用于电动工具、电动自行车和电动汽车等领域;磷酸铁锂在国内在动力电池领域应用,并且是未来储能电池发展的方向,主要用于基站和数据中心储能、家庭储能、风光电储能等领域。

钴酸锂 钴酸锂将逐渐被替代

钴酸锂由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势,最先实现商品化,具有放电电压高、充放电电压平稳、比能量高等优点,在小型消费品电池领域中具有重要应用,由于消费类电子产品市场的迅速发展,钴酸锂是锂电池正极材料中销售量占比最大的材料,但其成本高,且不利于环保,比容量利用率低,电池寿命短,安全性差。三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,具有价格优势,但其应用受到钴价格的影响,当钴价格处于高位时,三元材料价格较钴酸锂低,具有较强的市场竞争力;但当钴价格处于低位时,三元材料相较于钴酸锂的优势就大大减小。目前,钴酸锂材料存在被三元材料替代的发展大趋势。

三元材料 具有较好的低成本优势

三元材料为镍、钴、锰按照一定的比例,再导入锂源制备而成。虽然Tesla(著名的特斯拉电动汽车公司)旗下首款车型Roadster推出时使用的是18650钴酸锂电池,但其第二款量产车型Model-S使用的是松下定制的三元材料电池,即镍钴铝三元正极材料电池。钴酸锂电池成本高的特征在 Tesla前后两款车型的对比中表现得十分明显。Model-S使用的电池数量达到8000以上,比Roadster高出一千多节,但是成本却下降了 30%,这正是得益于三元电池较好的成本控制。目前我国在高性能动力锂电用NCM三元材料上和国际市场还存在较大的差距,在稳定性控制上存在设备和技术上的双重障碍,开发明显落后,国外已在大量使用,中国企业尚无产品出现。

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