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鋰電池正極材料全面解析

簡介:匯杰鋰能提供鋰電池正極材料的全面解析。講解了鋰電池正極材料的分類,制作成為鋰電池的原理,正極材料的優勢,鋰電池正極材料的應用范圍,以及目前正在生產正極材料的廠家等。

閱讀:919次 作者:babsan 發布時間:2018-05-06 03:28:00

鋰電池正極材料種類:

第一種:錳酸鋰正極材料

第二種:鈷酸鋰正極材料

第三種:鎳鈷錳酸鋰正極材料

第四種:鎳鈷鋁酸鋰正極材料

第五種:鈦酸鋰正極材料

第六種:磷酸鐵鋰正極材料

其中鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰都稱之為三元材料也就是三元正極材料,在使用的三元材料制作而成的鋰電池我們稱之為三元材料電池。

常見鋰電池正極材料

正極材料在鋰電池中的原理

鋰電池中,擁有鋰離子可插入以及脫出鋰離子鑲嵌的化合物,使其一端富鋰,一端少鋰,其中的隔膜就只允許鋰離子通過,其中的電解質就是鋰離子游離的介質,所以當鋰電池放點的時候,鋰離子通過脫離負極材料的晶格,進入到電解液中,在經過電解液游離到隔膜,通過隔膜后,達到正極材料的晶格。使其正極材料方電壓增加,負極材料一方電壓降低,來行程放電的過程。

同理,充電也是一樣,負極聚集鋰離子,正極減少鋰離子,使用這種方式來進行完成鋰電池的充放電過程。

在這個過程中,鋰離子可以循環進行使用,所以起鋰電池是一種新能源,無污染能源,是國家重點的支持項目之一。

鋰電池原理

鋰電池正極材料的優勢

鋰離子正極材料的優勢有:高電壓,其中三元材料可以達到電壓為4.4V、高容量、消耗能量低、沒有記憶效應、對環境友好、體積小、內阻小、自放電少、循環次數多,其中鈦酸鋰的循環次數可以達到1萬次。

鋰電池正極材料的應用范圍

正極材料可以制作為移動電話的存儲電池,筆記本電池,攝像頭的電池,數碼相機的電池,UPS備用電源,軍事電池領域,無人機電池等等。

鋰電池正極材料的應用范圍

鋰電池正極材料的作用

主要作用是作為鋰電池的正極,與隔離材料以及負極材料,電解液等一起組成鋰電池。在整個正極材料在鋰電池的質量占比約為75%~80%的份額,遠遠高出其他的材料中在鋰電池的重量。

另外正極材料的價格也占比到了40%以上,據最新的數據顯示,目前正極材料的價格已經可以占比鋰電池的42%。是首屈一指的鋰電池中最重要的影響關鍵之一。因為其正極材料的價格已經達到40%,顧正極材料的價格決定了鋰電池的價格。

誰才是鋰電池正極材料的佼佼者

從剛才6中正極材料中,其實可以分為5大類,其中鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰都是稱之為三元材料,在2016年到2017年,磷酸鐵鋰基本上占據著市場的絕大多數市場份額,其搭載量為20Gwh,遠遠講三元材料甩在后面。但是到了2017年之后,三元材料后來居上。尤其是特斯拉三元材料鎳鈷鋁酸鋰的商用,更是被越來越多的被看好。

從市場領域進行分析,針對鋰電池而言,磷酸鐵鋰使用上做多的是BYD,而在2018年,慢慢的BYD開始針對三元正極材料進行布局,也可以看出磷酸鐵鋰所處的地位不太妙,市場上大多的企業也進行著三元正極材料的布局,整體來看,未來幾乎沒有企業再將布局磷酸鐵鋰,這也看出來三元正極材料將成為2018年的王者。以三星,LG,特斯拉等也向三元正極材料靠近,也能代表著行業的走向。

從技術進行分析,首先需要看的是能量密度,三元材料的能量密度,已經在200的高位,而磷酸鐵鋰的能量密度在150的位置,我們僅僅只是說的普通的鋰電池正極材料,如果僅僅只考慮比能量,那么其他的像循環壽命,電壓等性能就達不到最理想的效果。

從成本進行分析,目前在2018年5月,三元正極材料的價格保持在20萬元/噸,而磷酸鐵鋰的價格在7萬元每噸,相差的價格預計在三倍。從整體上來看,三元材料主要是鈷礦這種重金屬上,而且這種重金屬由瑞典一個企業進行控制,在2017年末價格都一直在60萬元/噸徘徊,所以價格相對降價的空間不大,而磷酸鐵鋰的原材料直接在國內就可以直接進行采購,價格方面磷酸鐵鋰完勝三元正極材料。

從以上地點,我們可以看出,磷酸鐵鋰除了在成本上有一定的優勢之外,并沒有其他的優勢可以超越三元材料,但是隨著三元材料技術的成熟,安全性能的提升,相對高能量密度才是汽車新能源的制高點。

鈷酸鋰和三元材料對比,鈷酸鋰的主要原材料就是我國最貧乏的鈷礦,而且2018年鈷礦的價格已經達到60萬元/噸,這個價格在鋰電池使用上過高,已經突破了價格瓶頸,按照鈷礦在鈷酸鋰的配比,鈷酸鋰的價格將會保持在43萬元/噸,這個價格相比有一些高得離譜。像三元材料中也有使用鈷礦,但是三元材料中鈷礦占比可以做到只有1層,如NCM811,還可以做NCM622,這其中鈷礦也僅僅只為2層比重,所以價格方面鈷酸鋰就會吧客戶嚇跑。

目前國內的正極材料公司

1:匯杰鋰能

匯杰鋰能是一家生產正極材料的企業,主要的正極材料有錳酸,三元正極材料。其中出產的NCM523收到國內外客戶一直好評。

2:杉杉鋰能

杉杉鋰能是一家致力于專業生產正極材料的廠家,在2018年追加投入正極材料中的三元材料,鈷酸鋰,錳酸鋰在投資,預計將年產10萬噸正極材料。

3:當升科技

當升科技是國內最早的一家正極材料上市公司。主要以小型鋰電池的正極材料為主,不僅僅有錳酸鋰,多元正極材料,還包括有鈷酸鋰正極材料的研發和投入。是目前國內領先的正極材料供應商。在2010年就已經上市,是目前國內最大的正極材料公司之一。

4:中國寶安

中國寶安是一家最早上市的正極材料公司,是目前最大的正極材料供應商之一,根據2018年5月的市值,其市值超過百億。在正極材料了解這個公司的不多,但是貝特瑞公司相信在正極材料市場也是一個了不起的存在。

匯杰鋰能生產鋰電池正極材料
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