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动力电池正极材料三大发展方向

钜大LARGE  |  点击量:1502次  |  2018年10月19日  

如今,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。

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,在当前市场上,动力电池正极材料具有体系多元化、需求个性化和市场多变化三个特点。

第一个特点是体系多元化。目前市场上的动力电池正极材料主要有锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂和镍钴二元材料体系,不同的材料体系各有特点,有着各自的应用领域和市场需求。

需求个性化是动力电池正极材料的第二个特点。市场发展初期,新能源汽车百花齐放,对动力电池及材料的要求也各不相同。目前动力电池产品有软包、铝壳、圆柱等多种体系,各体系对性能的要求及其在各电池厂的应用需求也不尽相同。

市场多变化是动力电池正极材料的第三个特点。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。如今,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。

新能源汽车行业从2012至2015年的起步发展,到2016至2017年的调整发展,预计2018年之后将高速发展,未来动力电池正极材料的应用和发展备受关注。综合来看,动力电池正极材料未来发展具有以下几个特点:

首先是目标明确化。2015年起,国家逐步对新能源汽车行业进行规范,2016年10月《节能与新能源汽车技术路线图》发布,对动力电池能量密度和成本提出了明确目标及要求。

在保证安全性能的前提下,实现动力电池的能量密度提升、充电时间更短是消费者的客观需求,因此对动力电池正极材料的优化和技术提升至关重要且刻不容缓。

其次是路线多样化。2016年底公布的新能源汽车补贴方案中提出,补贴与体积比能量挂钩,间接引导了材料体系的升级,具有体积比容量优势的NMC三元材料成为产业化热点。

目前,动力电池材料均达不到2020年动力电池能量密度300wh/kg的要求,国家补贴积极鼓励新型电池的开发,炙手可热的高镍三元电池、瞄准电动汽车产业中长期发展的固态电池、被誉为新能源汽车终极目标的燃料电池。

第三是过程精细化。电动车领军企业特斯拉近年来频频发生起火事件,动力电池安全问题引发行业担忧,由此对正极材料研发、技术、生产的标准也提出了更高要求。

一方面,需全面提升生产智能制造水平,提升产品合格率和一致性,控制因材料磁性物质等引发的自放电问题等;另一方面,研发技术信息化、智能化需进一步提升,提高研发有效性,避免走弯路。

新能源汽车动力电池在续航里程、快充、成本、安全、寿命等方面的要求极高,要求我国的动力正极材料企业要对产业链进行全盘考虑,确保材料的开发、设计、验证和制造满足新能源汽车动力市场的持续发展应用。

在全球目前正极材料产销规模第一的湖南杉杉能源2020年前近10万吨/年的产能规划中,镍钴锰酸锂和镍钴二元材料产能规划占到七成。湖南杉杉能源将从两条路线进行产品研发,一方面向高镍三元方向发展,另一方面在中镍高电压三元方向展开研究。

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