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材(cai)料丨(shu)动力电(dian)池正极(ji)材(cai)料未来发展趋势分析(xi)


材料丨动力电池正极材料未来发展趋势分析

 

近年来,中国新能源汽车发展迅猛,带动了对动力锂电池的旺盛需求,正极材料是锂电池中最为关键的原材料。在当前市场(chang)上,动力电池正极(ji)材料具有(you)体系(xi)多(duo)元(yuan)化(hua)、需求个性化(hua)和(he)市场(chang)多(duo)变化(hua)三个特点(dian)。

第一个特点是体(ti)系多元(yuan)化。目前市场上的动(dong)力电池正极材料主要(yao)有(you)锰酸锂(li)、磷酸铁锂(li)、镍(nie)钴(gu)锰酸锂(li)和(he)镍(nie)钴(gu)二元材料体系,不同的材料体系各有(you)特(te)点,有(you)着各自的应(ying)用领域和(he)市场需求。

锰酸锂体(ti)系(xi)具有(you)低(di)成本、高(gao)平台、安全性能优(you)异等特点,在(zai)取代铅酸电池和低(di)速物流车(che)等领(ling)域占有(you)较大(da)份额。但(dan)这种材(cai)料体(ti)积比容量低(di)、高(gao)温循(xun)环差,导致(zhi)其在(zai)商(shang)用(yong)车(che)、物流车(che)等应(ying)用(yong)领(ling)域受(shou)限。

磷酸铁锂(li)是目前中国市场上应用较(jiao)多(duo)的动力电池材(cai)料。这种(zhong)材(cai)料的高安全(quan)和循(xun)环(huan)稳定等特点,使其在商用车、专用车等应用领域占据(ju)一定地(di)位。

镍钴锰(meng)酸(suan)锂(li)和(he)镍钴二元材料近年在动力市场(chang)占比(bi)提升(sheng)。火爆全(quan)球的特斯(si)拉电动车(che)开启(qi)了三(san)元电动车(che)的新(xin)纪(ji)元。基(ji)于对(dui)体(ti)积比(bi)能量的不断追求,越来越多的电动物(wu)流车(che)和(he)乘用车(che)选择(ze)采(cai)用这类材料。

需(xu)求个性化是动力(li)电池(chi)正极(ji)材料的第(di)二(er)个特点。市场发展初(chu)期,新(xin)能(neng)源汽车(che)百花齐放,对(dui)动力电(dian)(dian)池及材料的要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)也各(ge)不相(xiang)同。目前,动力电(dian)(dian)池产(chan)品有(you)软(ruan)包、铝壳、圆柱等多种体系(xi),各(ge)体系(xi)对(dui)性(xing)(xing)能(neng)的要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)及其在各(ge)电(dian)(dian)池厂(chang)(chang)的应(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)也不尽相(xiang)同。汽车(che)厂(chang)(chang)商重点考虑电(dian)(dian)池管理系(xi)统配套和应(ying)用(yong)环境的差(cha)异,对(dui)电(dian)(dian)池性(xing)(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)也存在较大差(cha)异。如部分厂(chang)(chang)家(jia)对(dui)电(dian)(dian)池的高(gao)温循(xun)环要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)较为苛刻,部分厂(chang)(chang)家(jia)更为关注低温循(xun)环寿命(ming),还有(you)部分厂(chang)(chang)家(jia)更关注快充性(xing)(xing)能(neng)等。

市场多(duo)变化是动力电(dian)池正极材料的第三个特(te)点(dian)。2016年三元电池的“遭遇”可谓跌宕起伏,时而被否定,时而受追捧。新的补贴政策首次在产品技术要求上提出以电池能量密度作为参考指标,三元材料得以“解禁”。在更高能量密度的发展方向上,高镍三元材料无疑会成为今后一段时间研发和产业化的热点。
 

新(xin)能源汽(qi)车行(xing)业(ye)从(cong)2012至(zhi)2015年(nian)的起步发展,到(dao)2016至(zhi)2017年(nian)的调整(zheng)发展,预计2018年(nian)之后将高速发展,未来动力电(dian)池正极材料的应用和发展备受(shou)关注。综合来看,动(dong)力电池正极材(cai)料未来发展具有以(yi)下几个特点。

首先是目标明确化。人类历史上(shang)每次(ci)成功的(de)(de)能(neng)(neng)源变革都有一个(ge)清(qing)晰(xi)的(de)(de)主线(xian)逻辑,即(ji)能(neng)(neng)量(liang)密度(du)出(chu)现数量(liang)级上(shang)的(de)(de)跃升。如煤炭(tan)比(bi)木柴高160倍,石油比(bi)煤炭(tan)高2倍。新能(neng)(neng)源只有在能(neng)(neng)量(liang)密度(du)上(shang)具备(bei)碾压(ya)性优(you)势,才有能(neng)(neng)力(li)颠覆传统能(neng)(neng)源。2015年起(qi),国家逐步对(dui)(dui)新能(neng)(neng)源汽车行业进(jin)行规范,2016年10月《节能(neng)(neng)与新能(neng)(neng)源汽车技术(shu)路(lu)线(xian)图》发布,对(dui)(dui)动(dong)力(li)电池能(neng)(neng)量(liang)密度(du)和成本提(ti)(ti)出(chu)了明确目标(biao)及(ji)要求(qiu)。在保证安全性能(neng)(neng)的(de)(de)前提(ti)(ti)下,实现动(dong)力(li)电池的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)密度(du)提(ti)(ti)升、充电时间更短(duan)是消费者的(de)(de)客观(guan)需(xu)求(qiu),因此对(dui)(dui)动(dong)力(li)电池正极材料的(de)(de)优(you)化和技术(shu)提(ti)(ti)升至关重要且刻不容缓。

其次是(shi)路线多样(yang)化。2016年(nian)底公布的(de)(de)新能源(yuan)汽车(che)(che)补(bu)(bu)贴(tie)方案中(zhong)提出,补(bu)(bu)贴(tie)与体(ti)积比(bi)能量挂(gua)钩,间接引导了材料体(ti)系的(de)(de)升级,具有体(ti)积比(bi)容(rong)量优势的(de)(de)NMC三(san)元(yuan)材料成为产(chan)业化(hua)热(re)点。目前,动(dong)力电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)材料均达不(bu)到2020年(nian)动(dong)力电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)能量密(mi)度300wh/kg的(de)(de)要求,国家补(bu)(bu)贴(tie)积极(ji)鼓励新型电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)开发,炙手可热(re)的(de)(de)高镍三(san)元(yuan)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)、瞄准电(dian)(dian)(dian)动(dong)汽车(che)(che)产(chan)业中(zhong)长期(qi)发展的(de)(de)固(gu)态电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)、被誉为新能源(yuan)汽车(che)(che)终极(ji)目标的(de)(de)燃料电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)……全球(qiu)关于动(dong)力材料的(de)(de)研究如(ru)火如(ru)荼,未来新能源(yuan)市(shi)场(chang)谁主沉浮,仍是(shi)未知(zhi)数。

第三(san)是(shi)过程(cheng)精(jing)细(xi)化。电(dian)动(dong)车领军企业(ye)特斯拉近年来频(pin)(pin)频(pin)(pin)发(fa)(fa)(fa)生起火事件,动(dong)力电(dian)池安全(quan)问题(ti)(ti)引发(fa)(fa)(fa)行业(ye)担(dan)忧,由此对(dui)正极材料研(yan)发(fa)(fa)(fa)、技(ji)术(shu)、生产的标(biao)准也提(ti)(ti)出了(le)更高要求。一(yi)方面(mian),需全(quan)面(mian)提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)生产智能制造(zao)水平,提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)产品合格率和(he)一(yi)致性,控制因材料磁(ci)性物质等(deng)引发(fa)(fa)(fa)的自放电(dian)问题(ti)(ti)等(deng);另一(yi)方面(mian),研(yan)发(fa)(fa)(fa)技(ji)术(shu)信(xin)息化、智能化需进一(yi)步提(ti)(ti)升(sheng)(sheng),提(ti)(ti)高研(yan)发(fa)(fa)(fa)有效性,避免走弯路(lu)。





 

 

 

 

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