电池行业中的高镍三元锂离子电池正极材料概况分析

你了解高镍三元锂离子电池吗?在生活中，你可能接触过各种各样的电子产品，那么你可能并不了解它的一些组成部分，比如它可能含有的高镍三元锂离子电池，那么接下来让小编带领大家一起学习高镍三元锂离子电池。

当前常见的锂离子电池包括三元锂，磷酸铁锂，锰酸锂，钴酸锂等，其根据正极材料的类型来命名。与之一起使用的商业负极材料通常是石墨负极。在充电过程中，由于使用了电池的外部端子电压，正电极集电器附近的电子在电场驱动下移至负电极。到达负极后，它们与负极材料中的锂离子结合形成局部中性并储存在石墨间隙中。消耗一部分锂离子的负极表面，锂离子浓度降低，并且正极与负极之间的离子浓度存在差异。在浓度差的驱动下，正极材料中的锂离子从材料内部移动到正极表面，并沿着电解质穿过隔膜，到达负极表面。当来自外部电路的电子相遇时，部分显示出电中性残留在负极材料内部。放电过程恰好相反。在闭合包含负载的电路之后，放电过程开始于电子从负极集电器流出，并通过外部电路到达正极。最后，将锂离子插入正极材料中，并与来自外部电路的电子结合。

随着我国新能源汽车市场的快速发展，对动力锂离子电池的需求已大大新增。随着锂离子电池能量密度要求的不断提高，三元锂离子电池材料的市场需求一直保持上升趋势。高镍三元锂离子电池正极材料的容量重要来自Ni2+/Ni4+氧化还原，因此镍含量越高，材料的容量越大。然而，在Ni含量新增后，高镍三元阴极材料将带来一系列困难的技术问题。高镍三元阴极材料的重要原料是氢氧化物前体，Ni以Ni2+的形式存在。

无论政策取向，市场需求或技术发展如何，三元材料的高镍含量已成为动力锂离子电池材料发展的必然趋势。在补贴下降和国际竞争加剧的背景下，国内公司正在积极地部署在高镍三元领域。

高镍三元锂离子电池正极材料在高温下结构不稳定，并且在循环期间出现不再具有锂离子脱嵌活性的立方岩盐相。镍含量越高，总碱含量越高。总碱含量高对其工业生产，储存，运输和电池制备提出了更高的要求。当材料暴露于空气中时，粉末材料的结构，形态和组成将发生变化，并且电化学性能将逐渐降低，特别是当暴露于潮湿空气中时，这种现象尤为明显。

不同比例的NCM材料具有不同的优势，可以根据特定的应用要求进行选择。Ni显示高容量和低安全性;Co显示出高成本和高稳定性;Mn显示出高安全性和低成本。为了新增电池的能量密度并新增车辆的行驶距离，当前的主流观点是提高高镍三元的安全性，以满足车辆在高镍方向上的使用要求。除了三元及上述磷酸锂铁，锰酸锂和钴酸锂的成熟商业技术路线外，还有多个技术方向，例如锂硫电池，锂空气电池和全固态电池，但它们都还远未成熟。商业用途仍然遥不可及。

据估计，到2022年，全球阴极材料的出货量将超过60万吨，到2025年，将接近100万吨。其中，三元材料仍将是大部分，高镍三元材料也将迎来涨潮的机会。从国内来看，未来三年三元锂离子电池材料出货量的复合上升率预计将保持在30%以上，到2020年出货量将超过20万吨。

目前动力锂离子电池行业比较火的词汇，不仅仅是高镍，还有：固态电池，富锂锰基固溶体材料，锂硫电池等等，新技术新材料新观念的出现将对高镍三元锂离子电池材料的应用出现一定的冲击。高镍三元锂离子电池材料的原料成本有所下降，因为镍比钴价格低。

相信通过阅读上面的内容，大家对高镍三元锂离子电池有了初步的了解，同时也希望大家在学习过程中，做好总结，这样才能不断提升自己的设计水平。