鋰電正極材料向高鎳化發展

鋰電正極材料決定了電池的能量密度、安全性、迴圈壽命等性能。根據已經市場化的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰(NCM)、鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等,不同的鋰電正極材料決定了鋰離子電池不同的技術路線。以目前市場來看,正極材料向高鎳化發展的趨勢已定。

鋰電池圖片

業界人員表示,2019~2020年我國正極材料需求量分別有望達到31和40.2萬噸,其中2019~2020年三元材料需求量分別為8.78和14.42萬噸,高鎳材料總需求分別為4.16和9.75萬噸,高鎳三元正極滲透率分別為47.32%和67.58%,可見,這兩年不等量型三元材料呈增長趨勢。

鋰電正極材料往高鎳發展的好處是有助於電池綜合性能的提高與生產成本的見降低。鎳鈷錳三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優點,形成了這三相的共熔體系,具有三元協同效應。鎳鈷鋁酸鋰(NCA)鎳含量高,電池比容量高,但生產難度大。目前,其主要在日韓廠商等外企生產。

NCM532、NCM622和NCM811都是指三種過渡金屬元素Ni(鎳)、Co(鈷)、Mn(錳)在NCM材料中的比例。三元材料中鎳含量的提高,電池能量密度也將得到相應的提高。

此前,三元NCM523材料很難達到我國2020年單體電池300wh/kg的目標。而鎳含量更高的NCM622和NCM811可達到230wh/kg和280wh/kg。為滿足人們對電池能量密度的需求,鋰電正極材料的高鎳化將進一步發展。

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