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鋰電池廠商解讀高能量密度三元材料鋰電池開始走向主流

來源:存能電氣  日期:2019-12-25 11:04  瀏覽量:

  鋰電池廠商解讀高能量密度三元材料鋰電池開始走向主流。新能源汽車市場需求的持續擴張,帶動了車用動力鋰電池產能的釋放,而具有較高能量密度的三元材料鋰電池開始走向主流,被認為是電池未來的發展趨勢。下面由鋰電池廠商解讀高能量密度三元材料鋰電池開始走向主流。

  鋰電池廠商解讀高能量密度三元材料鋰電池開始走向主流

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  有研究報告顯示,在其他條件相同的情況下,采用三元鋰電池的新能源汽車理論上能比磷酸鐵鋰新能源汽車多跑6成的距離。不過,由于三元鋰電池也有弱點,電池組的體積十分龐大,雖然在動力輸出方面勝過磷酸鐵鋰電池,卻不得不以損失車內空間為代價。而且,三元材料的價格也比磷酸鐵鋰貴出不少。

  2018年上半年我國鋰電池正極材料產量中,三元材料產量約5.98萬噸,占比49.17%;隨著市場對動力電池能量密度要求的提高,具有高能量密度的三元鋰電池日益受到市場青睞,我國三元材料產量呈現快速增長趨勢,而磷酸鐵鋰產量的增長趨勢則逐漸減弱。

  截至2020年三元鋰電池應用占比將以8%的復合增速提升,從正極材料體系結構來看,三元鋰電的實際能量密度為160~190wh/kg,相比磷酸鐵鋰提升幅度約為23%~46%,能量密度的優勢決定了其是鋰電池的主流發展方向,2015年國內動力電池出貨量為15.7Gwh,其中三元材料電池出貨量為4.26Gwh,占比近27%。

  從價格走勢來看隨著國家大力發展新能源汽車,政策對三元材料的解禁,并將鋰電池的能量密度與補貼掛鉤,促使動力電池企業往更高能量密度方面發展,磷酸鐵鋰材料價格從2016年出現下滑趨勢,而三元材料反之呈現明顯上升趨勢。

  三元材料鋰電池的優缺點

  優點:能量密度高是三元鋰電池的最大優勢,而電壓平臺是電池能量密度的重要指標,決定著電池的基本效能和成本,電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續航時間更長。低溫性能好電化學穩定,循環性能好高安全性,循環壽命長錳資源豐富,價格較低,安全性好充放電穩定,生產工藝簡單。

  缺點:熱穩定性較差,在250-300℃高溫就會產生分解,并且三元鋰材料的化學反應尤其強烈,一旦釋放氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,隨即發生爆燃現象。高溫性能差,安全性差,生產技術門檻高用到部分金屬鈷,價格昂貴低溫性能較差,放電電壓低能量密度低,電解質相容性較差鈷價格高,循環壽命較低。

  三元材料成未來重點開發產品

  我國鋰礦、氧化鐵磷酸鹽儲量豐富,制造磷酸鐵鋰電池有優勢。但是我國缺乏鈷礦,三元鋰電池的制造必須采用鈷元素,因此制造三元鋰電池有些困難。從目前的趨勢來看,國內新能源車企更傾向于三元鋰電池,他們似乎更看重三元鋰電池更高的能量密度,提高新能源汽車的續航里程是車企考慮的當務之急。

  未來在動力電池方面除三元材料將作為重點開發產品之外,為提高電池的能量密度,還將開發高能量密度的富鋰錳基正極材料、高電壓電解液、硅-碳負極材料、石墨烯材料等材料。三元材料動力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等,優勢是高溫穩定性好,抗電解質腐蝕性好,理論能量密度180kW/kg以上,但產品安全性、一致性方面有待提升。

  磷酸鐵鋰電池曾是中國新能源汽車市場上的主流,雖然其充放壽命長,但電池系統的能量密度只在100Wh/kg左右,而三元鋰電池能量密度最高能達到330Wh/kg,隨著消費者對電動汽車續航里程的需求不斷提高,且具有電池能量密度優勢的三元鋰電池預計將進一步取代磷酸鐵鋰電池市場。

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