锂电池的主要原材料有哪些?
来源:宝鄂实业
2019-08-12 08:06
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锂电池材料构成主要有:正极材料、负极材料、隔膜、电解液。
1.在正极材料当中,最常用的材料有钴酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂和三元材料(镍钴锰的聚合物)。正极材料占有较大比例(正负极材料的质量比为3: 1~4:1),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。
2.在负极材料当中,目前负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主。正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料,以及其他的一些金属间化合物等。负极材料作为锂电池四大组成材料之一,在提高电池的容量以及循环性能方面起到了重要作用,处于锂电池产业中游的核心环节。
3.市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜。锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
4.电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
锂电池材料主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大材料组成,此外还包括包装等其他部分。目前,锂电池原材料供应充足,部分产品产能充足,竞争激烈,其市场价格不断下跌;但少部分高端产品产能不足,出现高端原材料产品价格过高的现象。总体来看,锂电池行业依旧火热。
10月7日,韩国电池企业SK Innovation表示他们计划在江苏省常州市新建锂离子电池隔膜和陶瓷涂层隔膜生产工厂,项目投资规模约为4000亿韩元(约合人民币24.4亿元)。SK Innovation电池事业本部部长Kang Sanghoon发表演讲时表示SK Innovation目前正在中国着手进行产能和研发投资,并表示有计划将锂电池的核心材料实现中国国内生产。
那么国内锂电池行业原材料市场现状如何?
碳酸锂供应过剩
碳酸锂是一种无色单斜晶系结晶体或白色粉末无机化合物。主要原料是盐湖卤水,因此源储量较为丰富的盐湖资源开采权,这使得该行业具备较高的资源壁垒。
2017年至今,电池级碳酸锂价格从12.45万元/吨一路飙升顶峰至17.1万元/吨,并在2017年11月后开始走下坡路,且在2018年春节后加速下滑,截至2018年9月已跌破10万元/吨。10月18日工业级碳酸锂均价7.75万元/吨,电池级碳酸锂均价8.84万元/吨。达到三年内新低。
近年来碳酸锂下跌有诸多因素,市场普遍认为是受供需关系影响。在供给端,碳酸锂供应过剩,已经有厂商出现减产迹象。但是需求端客户普遍不急于大批量采购,大多保持观望态度,部分厂家为了降低库存,出现了低价出售的现象。
隔膜市场竞争激烈
隔膜是电解反应时,用以将正负两极分开防止在电解池中直接反应损失能量的一层薄膜。锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
2016年以来,新的投资项目源源不断上马,截至2017年10月底,已公开的新产线超过120条,预计到2018年底,全国锂电池隔膜总产能将突破80亿平方米,行业竞争将进一步加剧,企业利润也将会进一步下滑。
虽然国内隔膜市场竞争激烈,但仍然具有低端产品过剩,高端产能不足的特征。除少部分企业能生产高端产品以外,其他企业大多是对低端产品的重复建设。但是由于生产技术上的高壁垒、生产线建设周期长且达产时间和实际产能尚有不确定性,高端隔膜市场仍将供不应求。
电解液技术突破价格下降
锂电池电解液的生产一直被日本和韩国所掌控,价格长期维持高位。随着国内六氟磷酸锂技术实现突破,电解液逐渐实现国产化。基于对锂电池市场空间的良好预期,国内一些规模较大、实力较强的企业开始涉足锂离子电池电解液领域,并且纷纷紧抓机遇扩大产能,市场价格竞争压力不断增大。