2012年鋰離子電池占全球鋰終端需求的41%,鋰離子電池的輸入輸出性能主要取決于電池內(nèi)部材料的結(jié)構(gòu)和性能。這些電池內(nèi)部材料包括負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜和正極材料等。其中正極材料是最核心的關(guān)鍵材料,占據(jù)鋰電池成本的30-40%。消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)(筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)等)的快速擴(kuò)張帶來(lái)鋰電池需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)。未來(lái)新能源領(lǐng)域電動(dòng)汽車與儲(chǔ)能電站也均將依賴于鋰離子電池。預(yù)計(jì)到2013年全球鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到278.1億美元;2015年,新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將帶動(dòng)全球鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到523.2億美元。隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張,鋰電池正極材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模也處于迅速擴(kuò)張的階段,其中以鈷酸鋰的應(yīng)用最為成熟。
應(yīng)用 正極材料應(yīng)用領(lǐng)域分化
目前正在使用和開(kāi)發(fā)的鋰電池正極材料主要包括鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳鈷三元材料,尖晶石型的錳酸鋰,橄欖石型的磷酸鐵鋰等。中國(guó)目前正極材料主要包括鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰和磷酸鐵鋰。正極材料的應(yīng)用領(lǐng)域分化明顯,目前鈷酸鋰依然是小型鋰電領(lǐng)域正極材料的主力,主要用于傳統(tǒng)3C領(lǐng)域等;三元材料和錳酸鋰主要在小型鋰電中應(yīng)用,在日本與韓國(guó)其作為動(dòng)力電池的技術(shù)較為成熟,主要用于電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域;磷酸鐵鋰在國(guó)內(nèi)在動(dòng)力電池領(lǐng)域應(yīng)用,并且是未來(lái)儲(chǔ)能電池發(fā)展的方向,主要用于基站和數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能、風(fēng)光電儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
鈷酸鋰 鈷酸鋰將逐漸被替代
鈷酸鋰由于具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單和電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì),最先實(shí)現(xiàn)商品化,具有放電電壓高、充放電電壓平穩(wěn)、比能量高等優(yōu)點(diǎn),在小型消費(fèi)品電池領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用,由于消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)的迅速發(fā)展,鈷酸鋰是鋰電池正極材料中銷售量占比最大的材料,但其成本高,且不利于環(huán)保,比容量利用率低,電池壽命短,安全性差。三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優(yōu)點(diǎn),具有價(jià)格優(yōu)勢(shì),但其應(yīng)用受到鈷價(jià)格的影響,當(dāng)鈷價(jià)格處于高位時(shí),三元材料價(jià)格較鈷酸鋰低,具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;但當(dāng)鈷價(jià)格處于低位時(shí),三元材料相較于鈷酸鋰的優(yōu)勢(shì)就大大減小。目前,鈷酸鋰材料存在被三元材料替代的發(fā)展大趨勢(shì)。
三元材料 具有較好的低成本優(yōu)勢(shì)
三元材料為鎳、鈷、錳按照一定的比例,再導(dǎo)入鋰源制備而成。雖然Tesla(著名的特斯拉電動(dòng)汽車公司)旗下首款車型Roadster推出時(shí)使用的是18650鈷酸鋰電池,但其第二款量產(chǎn)車型Model-S使用的是松下定制的三元材料電池,即鎳鈷鋁三元正極材料電池。鈷酸鋰電池成本高的特征在Tesla前后兩款車型的對(duì)比中表現(xiàn)得十分明顯。Model-S使用的電池?cái)?shù)量達(dá)到8000以上,比Roadster高出一千多節(jié),但是成本卻下降了30%,這正是得益于三元電池較好的成本控制。目前我國(guó)在高性能動(dòng)力鋰電用NCM三元材料上和國(guó)際市場(chǎng)還存在較大的差距,在穩(wěn)定性控制上存在設(shè)備和技術(shù)上的雙重障礙,開(kāi)發(fā)明顯落后,國(guó)外已在大量使用,中國(guó)企業(yè)尚無(wú)產(chǎn)品出現(xiàn)。
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