鋰離子動(dòng)力鋰離子電池正極材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀詳解

鋰電正極材料市場(chǎng)隨著手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等電子消費(fèi)產(chǎn)品和動(dòng)力汽車、電動(dòng)工具、電動(dòng)助力車、發(fā)電儲(chǔ)能裝置等能源動(dòng)力產(chǎn)品分為小型鋰電正極材料市場(chǎng)和動(dòng)力鋰離子電池正極材料市場(chǎng)。

鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中，市場(chǎng)規(guī)模最大、產(chǎn)值最高的環(huán)節(jié)當(dāng)屬正極材料，且其性能決定了電池的能量密度、壽命、安全性、使用范疇等，正極材料成為鋰離子電池的核心關(guān)鍵材料。目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)化使用的鋰離子動(dòng)力鋰離子電池正極材料有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元（鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰）、鎳酸鋰材料。

目前動(dòng)力鋰離子電池正極材料技術(shù)路線緊要有：鈷酸鋰、鎳鈷錳三元、改性錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋁三元。其中三元鋰離子電池正極材料產(chǎn)量分別為13.3/31/41.5萬噸，出現(xiàn)低端產(chǎn)量過剩，高端產(chǎn)量緊張的局面。隨著高鎳三元正極的推廣使用，這種結(jié)構(gòu)性產(chǎn)量過剩將會(huì)更加嚴(yán)重。

鋰離子動(dòng)力鋰離子電池緊要的正極材料

鈷酸鋰的容量可達(dá)到140mAh/g，質(zhì)量輕、體積小、充放電電壓平穩(wěn)、電導(dǎo)率高、加工工藝簡(jiǎn)單；制備辦法有高溫固相法、溶膠-凝膠法、沉淀法、噴霧干燥法、水熱合成法；但高的原材料價(jià)格、差的熱穩(wěn)定性及嚴(yán)重的污染問題限制其在電動(dòng)汽車上的使用。

鎳酸鋰容量達(dá)到190～210mAh/g，環(huán)境污染小、自放電率低，合成辦法有高溫固相法、溶膠-凝膠法；但熱穩(wěn)定性差、容量衰減快。

錳酸鋰資源豐富、成本較低、安全性好，有尖晶石和層狀結(jié)構(gòu)，比能量在80～120Wh/kg，循環(huán)壽命1500次左右。尖晶石錳酸鋰的三維隧道結(jié)構(gòu)更加有利用鋰離子的嵌入與脫出，成本較低、性能穩(wěn)定，加工工藝技術(shù)較成熟，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化加工，但容量衰減快、高溫循環(huán)性能較差；層狀錳酸鋰容量高，能達(dá)到250mAh/g，但循序性能差、高溫下不穩(wěn)定，容量衰減問題較嚴(yán)重，工業(yè)化加工較難實(shí)現(xiàn)。

磷酸鐵鋰是橄欖石型結(jié)構(gòu)，比能量可達(dá)到100～120Wh/kg，循環(huán)壽命長(zhǎng)達(dá)2000次，有較好的熱穩(wěn)定性和安全性且原材料豐富，而且制造成本低、循環(huán)壽命長(zhǎng)，在目前的電動(dòng)汽車中使用較多。但其較低的比能量、比功率限制了在大型純電動(dòng)汽車的使用，目前正在向納米化和高密度的磷酸鐵鋰能量型方向發(fā)展，以滿足新能源汽車尤其是客車和專用車輛的要。