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锂电池正极材料行业发展现状和未来的趋势

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锂电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料、电解液等。目前研制成功并得到应用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)等。

锂电池正极材料行业发展现状

锂电池正极材料

  1、低端产品过剩,高端产品不足

  由于我国锂电池正极材料产能主要集中在低端产品,在一些高端产品,比如高性能三元材料等领域目前产能仍有不足。因此,锂电正极材料行业目前整体来看处于供大于求的阶段,未来主要驱动力来自于动力电池的需求增长情况。并且在产品分布方面,低端产品产能过剩,高端产品供给不足。

  2、与日韩先进企业有一定差距

  国际上有一定产能和知名度的正极材料公司主要集中在日本、中国和韩国,国际上其他国家的正极材料企业规模普遍偏小,产品也较为单一,因此上述三国全球正极材料行业公认的三大巨头国家。

  日韩两国在锂电池正极材料行业发展较早,近几年来一直致力于三元材料等高端正极材料产品,而国内方面,由于多方面的原因,锂电正极材料产业在过去的发展中心集中在磷酸铁锂,近两年来随着新能源汽车行业的发展,国家和企业逐步重视三元材料行业的发展,但在技术方面仍然和日韩先进企业有一定的差距。

  3、替代风险

  锂电池正极材料行业产品更新换代速度快、性能要求不断提高。此外,替代技术如燃料电池、锂硫电池、锂空电池虽然距离大规模产业化还有待时日,但不排除未来出现技术革新替代现有产品的风险。

锂电池正极材料行业发展的趋势

  1、锂电池列入重点新材料首批次应用示范指导目录

  2017年7月14日,国家工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录》。《指导目录》涉及新能源领域的新材料有4项,包括高性能锂电池隔膜、镍钴锰酸锂三元材料、负极材料、高纯晶体六氟磷酸锂材料。

  2、产业高速发展,形成产业基地

  由于我国锂电池正极材料生产所需的锂、钴、锰、镍等金属资源丰富,消费类电子产品、新能源汽车等锂电池其下游应用市场迅速扩张,近年来中国锂电池正极材料行业不断发展壮大。国内锂电正极材料行业集中度较高,已经形成了以京津地区、长江中下游地区和华南地区三大锂电正极材料产业基地。

  3、下游行业发展带动产业增长

  受锂电池及其下游行业快速发展的驱动,锂电池正极材料增长较为迅猛。作为电动汽车的关键零部件,动力锂电池是影响整车性能、成本及用户使用体验的关键部件之一,也是整车成本中占比最大的零部件,其成本占整车成本的一半。细分来看,正极材料、负极材料、隔膜及电解液四大关键材料的成本占电池成本的八成以上。其中正极材料的成本也占据了锂离子电池总成本的40%左右。

  4、技术不断创新

  依托昆明理工大学建设的云南省先进电池材料重点实验室,主要围绕锂离子电池及关键材料开展研究,开发了锂离子三元电池正极材料、电池制备及管理等核心技术。“十三五”以来在核壳结构长寿命高镍正极材料技术开发方面取得新突破,显著提升了高镍正极材料的循环稳定性。

锂电池正极材料的好坏评估方法

  正极材料应有较高的氧化还原电位,从而使电池有较高的输出电压;

  锂离子能够在正极材料中大量的可逆地嵌入和脱嵌,以使电池有高的容量;

  在锂离子嵌入/脱嵌过程中,正极材料的结构应尽可能不发生变化或小发生变化,以保证电池良好的循环性能;

  正极的氧化还原电位在锂离子的嵌入/脱嵌过程中变化应尽可能小,使锂电池的电压不会发生显著变化,以保证电池平稳地充电和放电;

  锂电池正极材料应有较高的电导率,能使电池大电流地充电和放电。

  以上就是锂电池正极材料行业发展的现状和未来趋势。正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂电池行业发展的重点。

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