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動力電池正極材料的三個特點

日期:2019-05-27 / 人氣:945

近年來,中國新能源汽車發(fā)展迅猛,帶動了對動力鋰電池的旺盛需求。正極材料是鋰電池中最為關(guān)鍵的原材料,在當(dāng)前市場上,動力電池正極材料具有體系多元化、需求個性化和市場多變化三個特點。
 
第一個特點是體系多元化。目前市場上的動力電池正極材料主要有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷二元材料體系,不同的材料體系各有特點,有著各自的應(yīng)用領(lǐng)域和市場需求。
 
錳酸鋰體系具有低成本、高平臺、安全性能優(yōu)異等特點,在取代鉛酸電池和低速物流車等領(lǐng)域占有較大份額。但這種材料體積比容量低、高溫循環(huán)差,導(dǎo)致其在商用車、物流車等應(yīng)用領(lǐng)域受限。
 
磷酸鐵鋰是目前中國市場上應(yīng)用較多的動力電池材料。這種材料的高安全和循環(huán)穩(wěn)定等特點,使其在商用車、專用車等應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)一定地位。
 
鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷二元材料近年在動力市場占比提升?;鸨虻奶厮估妱榆囬_啟了三元電動車的新紀(jì)元?;趯w積比能量的不斷追求,越來越多的電動物流車和乘用車選擇采用這類材料。
 
需求個性化是動力電池正極材料的第二個特點。市場發(fā)展初期,新能源汽車百花齊放,對動力電池及材料的要求也各不相同。目前,動力電池產(chǎn)品有軟包、鋁殼、圓柱等多種體系,各體系對性能的要求及其在各電池廠的應(yīng)用需求也不盡相同。汽車廠商重點考慮電池管理系統(tǒng)配套和應(yīng)用環(huán)境的差異,對電池性能要求也存在較大差異。如部分廠家對電池的高溫循環(huán)要求較為苛刻,部分廠家更為關(guān)注低溫循環(huán)壽命,還有部分廠家更關(guān)注快充性能等。
 
市場多變化是動力電池正極材料的第三個特點。2016年三元電池的“遭遇”可謂跌宕起伏,時而被否定,時而受追捧。新的補(bǔ)貼政策首次在產(chǎn)品技術(shù)要求上提出以電池能量密度作為參考指標(biāo),三元材料得以“解禁”。在更高能量密度的發(fā)展方向上,高鎳三元材料無疑會成為今后一段時間研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點。
 
新能源汽車行業(yè)從2012至2015年的起步發(fā)展,到2016至2017年的調(diào)整發(fā)展,預(yù)計2018年之后將高速發(fā)展,未來動力電池正極材料的應(yīng)用和發(fā)展備受關(guān)注。綜合來看,動力電池正極材料未來發(fā)展具有以下幾個特點。
 
首先是目標(biāo)明確化。人類歷史上每次成功的能源變革都有一個清晰的主線邏輯,即能量密度出現(xiàn)數(shù)量級上的躍升。如煤炭比木柴高160倍,石油比煤炭高2倍。新能源只有在能量密度上具備碾壓性優(yōu)勢,才有能力顛覆傳統(tǒng)能源。
 
2015年起,國家逐步對新能源汽車行業(yè)進(jìn)行規(guī)范,2016年10月《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》發(fā)布,對動力電池能量密度和成本提出了明確目標(biāo)及要求。在保證安全性能的前提下,實現(xiàn)動力電池的能量密度提升、充電時間更短是消費者的客觀需求,因此對動力電池正極材料的優(yōu)化和技術(shù)提升至關(guān)重要且刻不容緩。
 
其次是路線多樣化。2016年底公布的新能源汽車補(bǔ)貼方案中提出,補(bǔ)貼與體積比能量掛鉤,間接引導(dǎo)了材料體系的升級,具有體積比容量優(yōu)勢的NMC三元材料成為產(chǎn)業(yè)化熱點。目前,動力電池材料均達(dá)不到2020年動力電池能量密度300wh/kg的要求,國家補(bǔ)貼積極鼓勵新型電池的開發(fā),炙手可熱的高鎳三元電池、瞄準(zhǔn)電動汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展的固態(tài)電池、被譽(yù)為新能源汽車終極目標(biāo)的燃料電池……全球關(guān)于動力材料的研究如火如荼,未來新能源市場誰主沉浮,仍是未知數(shù)。
 
第三是過程精細(xì)化。電動車領(lǐng)軍企業(yè)特斯拉近年來頻頻發(fā)生起火事件,動力電池安全問題引發(fā)行業(yè)擔(dān)憂,由此對正極材料研發(fā)、技術(shù)、生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)也提出了更高要求。一方面,需全面提升生產(chǎn)智能制造水平,提升產(chǎn)品合格率和一致性,控制因材料磁性物質(zhì)等引發(fā)的自放電問題等;另一方面,研發(fā)技術(shù)信息化、智能化需進(jìn)一步提升,提高研發(fā)有效性,避免走彎路。

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