锂离子电池技术发展方向
来源：宝鄂实业
2019-09-04 11:31
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锂离子电池技术发展方向
锂离子电池技术进步，主要来自关键电池材料创新研究与应用进展，通过新材料的开发进一步提高电池性能，提高质量，降低成本，改善安全性。为满足下游应用对电池能量密度提升的要求，一方面通过采用高比容量的材料，另一方面可通过提高充电电压，采用高电压材料。
近中期：在优化现有体系锂离子动力电池技术满足新能源汽车规模化发展需求的同时，以开发新型锂离子动力电池为重点，提升其安全性、一致性和寿命等关键技术，同步开展新体系动力电池的前瞻性研发。
中远期：在持续优化提升新型锂离子动力电池的同时，重点研发新体系动力电池，显著提升能量密度，大幅降低成本，实现新体系动力电池实用化和规模化应用。
锂离子电池技术发展方向丨正极
正极材料研发重点：高安全、低成本和高性能正极材料。
1)高镍正极(NCM或NCA)材料的高能量密度与安全性兼顾的研发进展：高镍低钴是发展趋势。特斯拉动力电池目前钴使用量低于3%，未来将降至0%。2018年6月初，松下宣布正在开发无钴电动汽车电池;
2)橄榄石结构LMnPO4、LMFP或混合型材料研究与应用研究;
3)富锂富锂锰基材料的长期稳定性研究;
4)现有正极材料循环后的安全性能评价研究—自燃现象的内在揭示;
5)提升安全性、降低成本和保持高综合性能的复合或混合正极材料研究。
锂离子电池技术发展方向丨负极
负极材料研发重点：硅基负极-硅碳，氧化亚硅碳。包括硅基负极材料研究与应用、人造石墨材料性能提升与成本降低、LTO材料性能提升与电池应用研究、金属锂的可充性改善等。
国内前几大负极材料生产厂商陆续对硅碳负极材料进行布局，深圳贝特瑞和江西紫宸已率先推出多款硅碳负极材料产品，如贝特瑞高容量硅碳三代产品已完成技术开发，高倍率、长循环硅氧已实现量产。上海杉杉和星城石墨也正在加快硅碳新型负极材料的产业化。
由于人造石墨在长循环寿命和快速充放电两方面的优势，动力电池企业从天然石墨逐渐转向人造石墨。负极材料行业继续呈现强者恒强局面：贝特瑞、上海杉杉、江西紫宸三强鼎立，斯诺、凯金、翔丰华、星城等第二梯队企业奋起直追。
锂离子电池技术发展方向丨液
电解液领域重点围绕着功能电解液展开，对添加剂的选择是当今电解液研究发展的焦点所在，尤其以新型电解质体系(含溶剂、溶质与添加剂)，适用于高镍NCM动力电池的功能电解质(含添加剂)，适用于储能电池中的电解质(特别包含添加剂)以及低温型、高温型(150度)、阻燃性及耐5V高电压电解质体系研究与应用新进展。
目前，重点开发高电压三元/石墨电池、高镍正极/石墨或硅碳电池、高功率三元/石墨电池、长寿命磷酸铁锂/石墨电池、高能量密度磷酸铁锂/石墨电池用添加剂。
锂离子电池技术发展方向丨隔膜
隔膜技术路线主要分为干法与湿法两种，干法成本较低但不适合高比能量电池，湿法更薄能够满足动力电池对高比能量的要求，但是成本较贵。2017年湿法隔膜的产量超过了干法隔膜。
涂覆(或复合)隔膜则是当今隔膜应用发展的焦点所在，隔膜表面采用涂覆层可以带来明显的好处，首先是提高了隔膜的热稳定性;其次是提高隔膜对电解液的浸润性，有利于电池内阻降低、放电功率提升;再有是可阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高电压正极的操作以及延长电池循环寿命等。涂层材料主要包括：氧化铝、勃姆石、PVDF、PVDF+HFP、纳米复合材料、芳纶等。
未来发展：薄型化隔膜。随着动力电池比能量快速提升，16微米、12微米甚至8微米的隔膜开始应用，而湿法工艺制成的隔膜能够达到要求。而随着新能源汽车补贴的减少以及干法隔膜工艺的逐步改进，干法隔膜在三元电池占比逐步提升。
