锂电池产业链基础知识是什么?
来源:宝鄂实业
2019-08-28 10:02
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1)在锂电池产业链划分上,上游是锂电池材料所需的矿产资源,中游为锂电池生产厂商,下游则主要是锂电池配套应用领域,目前已被广泛应用于消费类电子产品、电动汽车、工业储能等。
2) 在上游锂电池原材料构成上,主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大部分组成。
3)从锂电池材料及电芯方面看,正极材料是锂电池的核心材料。它决定了锂电池的发展方向,也决定了电池的安全性能和能量密度大小,正极材料在电池成本中所占的比例在40%以上,因此它也决定了锂电池成本的高低。
目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。国内新能源汽车所用的动力电池,主流的有磷酸铁锂和三元材料。磷酸铁锂电池以比亚迪为代表,三元材料以特斯拉为代表。
钴是生产锂离子电池正极材料钴酸锂的主要原材料之一,中国钴金属资源量约为140万吨,但绝大多数为伴生资源,品位低生产成本高。中国的钴资源有一半以上需要进口满足。由于不能掌握钴资源,中国的钴酸锂生产商完全暴露在高钴价格之下,盈利能力受到很大削弱。
三元正极材料(NCM)结合了镍、钴、锰三种元素的特性,相比传统正极材料优势明显。三元材料尤其是NCM 拥有高比容量、高标准电压、高压实密度以及优良的低温性能等优点,且随着掺杂包覆改性和湿法隔膜涂覆的发展,其原本倍率性能差、热稳定性差、存在阳离子混排等缺点也有望得到解决,未来将逐步替代磷酸铁锂、锰酸锂等传统正极材料。三元锂电池将是新能源车未来大趋势所在,而三元正极材料尤其是国内较为主流的NCM 有望率先扬帆起航,迎来巨大发展空间。
4)负极材料技术与市场相对均较为成熟,成本比重最低,占10%左右。目前已经实际应用于锂电池的负极材料基本上都是碳素材料。
目前钛酸锂电池正在打破以石墨烯为负极的传统电池技术路线,改以钛酸锂为负极材料,钛酸锂电池有着显著特点,如快速充放电能力强,充电倍率高等。
5)电解液在电池中是作为带动锂离子流动的载体,对锂电池的运行和安全性具有举足轻重的作用。在电解液构成中,六氟磷酸锂是电解液成本占比最大的部分,约占电解液总成本的50%左右。
6) 隔膜占锂电池成本比重仅次于正极材料及电解液,技术壁垒最高,目前隔膜在我国的技术仍需提升突破。国内锂离子电池隔膜生产企业主要以干法为主,而湿法工艺在热稳定性、与电解液浸润性及热收缩性等方面优势明显,更能满足动力锂电池需要,因此随着动力电池的需求爆发,湿法替代干法的趋势已经逐步明朗。