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亚化咨询:2016中国动力锂电正极材料行业发展现状粗鄙

发布时间:2016-10-07 18:25内容来源:新电力网 点击:

关键词: 正极  锂电碳酸锂

亚化咨询认为,发展新能源汽车的终极目标,是在尽量少的补贴下,实现与传统能源汽车同等的性价比。锂电性能的提升充满了无数艰辛和微小的技术进步,中国锂电行业应当不断进行电池及关键材料技术的研发,实现新能源车性能的持续提升。

在大额补贴和有力的政策扶持之下,中国新能源汽车及动力锂离子电池产业度过了美好的2015年,行业兴盛已延续至2016年。但是,一旦补贴和政策扶持力度减弱,新能源车和锂电行业还能否维持现在欣欣向荣的发展态势?

锂离子电池从发明至今已有数十年时间,直至近年才开始在新能源车大规模应用。正是基于过去数十年在材料技术、制造工艺等方面一点一滴的提升,最终量变引起质变,使电动汽车在补贴和政策支持下,被普通消费者所接受。中国对新能源车的政策支持长期存在,但补贴力度将逐步降低。

发展新能源汽车的终极目标,是在尽量少的补贴下,实现与传统能源汽车同等的性价比。只有获得消费者的认可,新能源汽车行业才能实现可持续发展。这需要新能源车和锂电行业持续的技术研发与工程应用,而不是沉湎于大额补贴下的短期获利。

正极材料是锂离子电池四大关键材料之一,是决定电池安全性、能量密度、成本和循环寿命的关键材料。亚化咨询认为,中国锂电行业应重视正极材料技术研发,提高动力锂电的性能并降低成本,才能在补贴力度减弱之后保持新能源车的竞争力和动力锂电的市场空间。

锂电正极材料现阶段主要有五类比较成熟的技术路线,分别是1. 磷酸铁锂(LFP),2. 锰酸锂(LMO),3. 镍钴锰三元材料(NCM),4. 镍钴铝三元材料(NCA)和5. 钴酸锂(LCO)。一般来说,只有层状材料(LCO、NMC和NCA)才能同时兼备高能量密度和长循环寿命的特点。

其中钴酸锂是数码锂电领域的主流正极材料,也曾经应用于特斯拉的早期车型,但受成本和安全性制约,动力锂电已经基本不用LCO材料。锰酸锂动力电池曾经受到日系企业的重视,日产聆风(Leaf)车型大规模装备了LMO动力电池。但LMO电池能量密度低的问题难以解决,也已不是动力锂电的主流选择。

现阶段中国动力锂电的主流路线是磷酸铁锂和三元材料。磷酸铁锂(LFP)曾被中国企业寄予厚望,出现过铁红路线、草酸铁路线、磷酸铁路线、水热法等多种生产路线。降低LFP生产成本和稳定产品质量的关键在于厂家能否自己生产出品质优良的前驱体。

经过多年的工艺改进,LFP在低温性能、一致性、加工性能以及铁杂质含量等方面的缺点已经得到改善,具备了大规模商业化应用的条件。但LFP电池能量密度低,比亚迪LFP单体电池130Wh/kg的能量密度已经几乎达到极限。这种能量密度更适用于对电池重量和体积并不敏感的电动大巴。

磷酸锰铁锂(LMFP)被认为是最具潜力的磷酸铁锂(LFP)升级换代材料。公开信息显示,比亚迪于2015年发布的新款e6纯电动轿车,采用了LMFP正极材料电池。相比采用LFP电池的老款e6,磷酸锰铁锂(LMFP)电池质量降低了50kg,而电池容量增加了30%,续航里程增加33%(100公里)。三元材料,包括镍钴锰三元材料(NCM)和镍钴铝三元材料(NCA)是全球范围内新能源车主流的正极材料。通过控制材料表面碱残留量、掺杂改性、表面包覆等工艺改进手段,以及实现三元材料生产的高比表面积和窄粒径分布,三元材料在动力锂电取得了优良的应用表现。

与磷酸铁锂一样,前驱体对三元材料的生产至关重要,前驱体的品质直接决定了最后烧结产物的理化指标。无论是从成本还是产品品质控制角度而言,三元厂家应当自产前驱体,但目前国内正极材料厂家不够重视三元材料前驱体的生产和研发。

此外,富锂锰基层状固溶体正极材料(OLO)也引起了锂电行业的重视,OLO材料有着跟其它正极材料很不一样的充放电机理,在首次充放电过程中Li离子脱出/嵌入会导致OLO材料结构变化。OLO最突出的优点是高容量和高电压,但其循环性、安全性、温度性能和倍率性能都不理想,且压实密度较低,2020年之前在动力锂电实现商业应用并不现实。

总的来说,锂电性能的提升充满了无数艰辛和微小的技术进步,对现有材料的进一步改进和新材料的探索,仍然是锂电正极材料研发的基本方向。中国锂电行业应当不断进行电池及关键材料技术的研发,实现新能源车性能的持续提升,才能在尽量少的补贴下具备与传统能源汽车同等的竞争力。

2016碳酸锂及锂电正极材料研讨会将于4月19日在上海召开。会议将探讨国家新能源汽车产业政策趋势,全球与中国锂资源分布、供需与价格展望,中国矿石与盐湖卤水制碳酸锂项目进展,动力电池对正极材料的技术需求,磷酸铁锂、三元材料性能优化与应用,下一代锂电正极材料技术展望等。来自中国领先正极材料生产企业的领导专家将介绍《锂电正极材料产业现状及发展趋势》。

会议日期临近,如您有兴趣参加此次会议,欢迎与我们联系。

会议负责人:蒋小姐021-50329699-115 MP:13764589226

email至claire@chemweekly.com

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