动力型锂离子电池正极材料的发展如何？选用哪种材料更好？
来源：宝鄂实业
2019-11-01 20:35
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动力型锂离子电池正极材料的发展与比较
从目前市场用量来看，锂电池正极材料仍以钴酸锂为主，除了其结构稳定性佳、能量密度高的特性外，最早应用于可携式电子装置等小型电池领域也是一大原因。
为了要提高这部分可携式电子装置电池电容量及降低材料成本，三元系的材料在可携式装置的渗透率可望提升；此外，随着锂电池爆炸事件陆续发生后，正极材料研究重点转向安全性开发，其中锰酸锂电容量虽然较低，但其安全性较高，也让其在大型锂电池或动力电池市场渗透率逐年提升；至于磷酸锂铁相较于锂锰系具有更高的热稳定性，在成本考量上也比锂钴氧化物更具优势，使得磷酸锂铁和锂锰系在未来锂电池市场的应用备受期待。
而由全球市占分布与生产地域现况来观察，虽然近年韩国与中国大陆厂商积极投入正极材料制造，但在材料品质仍未普遍获得业界电池厂商信赖前，日商仍将是全球锂电池正极材料主要的供应。
从另外一种角度来看，一种材料是否具有应用发展潜力？除了关注其优点外，更为关键的是该材料是否具有根本性的缺陷。镍钴锰酸锂三元材料由于钴的资源缺乏与镍、钴成本高和价格波动大等原因，普遍认为很难成为电动汽车用动力型锂离子电池的主流，但可以与尖晶石锰酸锂在一定范围内混合使用。
事实上目前普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料，而非磷酸铁锰电池等其他电池，从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场分析员都看好这一材料，将其作为动力型锂离子电池的发展方向。
分析其原因，主要有下列两点：首先是受到美国研发方向的影响，美国Valence与A123公司最早采用磷酸铁锂做离子电池的正极材料。其次是国内一直没有制备出可供动力型锂离子电池使用的具有良好高温循环与储存性能的锰酸锂材料有关。
但磷酸铁锂也存在不容忽视的根本性缺陷，主要受制于高温还原成单质铁、振实密度、制造成本、知识产权等缺陷。因此目前最有希望应用于动力型锂离子电池的正极材料主要有改性锰酸锂（LiMn2O4）磷酸铁锂（LiFePO4）和镍钴锰酸锂【Li（Ni,Co,Mn）O2】三元材料。
3结论
从研发和生产锂离子电池的经验来看，日本是锂离子电池最早商业化的国家，并且一直占据着高端锂离子电池市场。而美国尽管在一些基础研究上领先，但是到目前为止还没有一家大型锂离子电池生产企业，因此，日本选择改性锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料更有其道理。即使是在美国，利用磷酸铁锂和锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料的厂家也是各占一半，联邦政府也是同时支持这两种体系的研发。
鉴于磷酸铁锂存在的上述问题，很难作为动力型锂离子电池的正极材料在新能源汽车等领域获得广泛应用。如果能够解决锰酸锂存在的高温循环与储存性能差的难题，凭借其低成本与高倍率性能的优势，在动力型锂离子电池中的应用将有巨大的潜力。
从目前市场用量来看，锂电池正极材料仍以钴酸锂为主，除了其结构稳定性佳、能量密度高的特性外，最早应用于可携式电子装置等小型电池领域也是一大原因。
为了要提高这部分可携式电子装置电池电容量及降低材料成本，三元系的材料在可携式装置的渗透率可望提升；此外，随着锂电池爆炸事件陆续发生后，正极材料研究重点转向安全性开发，其中锰酸锂电容量虽然较低，但其安全性较高，也让其在大型锂电池或动力电池市场渗透率逐年提升；至于磷酸锂铁相较于锂锰系具有更高的热稳定性，在成本考量上也比锂钴氧化物更具优势，使得磷酸锂铁和锂锰系在未来锂电池市场的应用备受期待。
而由全球市占分布与生产地域现况来观察，虽然近年韩国与中国大陆厂商积极投入正极材料制造，但在材料品质仍未普遍获得业界电池厂商信赖前，日商仍将是全球锂电池正极材料主要的供应。
从另外一种角度来看，一种材料是否具有应用发展潜力？除了关注其优点外，更为关键的是该材料是否具有根本性的缺陷。镍钴锰酸锂三元材料由于钴的资源缺乏与镍、钴成本高和价格波动大等原因，普遍认为很难成为电动汽车用动力型锂离子电池的主流，但可以与尖晶石锰酸锂在一定范围内混合使用。
事实上目前普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料，而非磷酸铁锰电池等其他电池，从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场分析员都看好这一材料，将其作为动力型锂离子电池的发展方向。
分析其原因，主要有下列两点：首先是受到美国研发方向的影响，美国Valence与A123公司最早采用磷酸铁锂做离子电池的正极材料。其次是国内一直没有制备出可供动力型锂离子电池使用的具有良好高温循环与储存性能的锰酸锂材料有关。
但磷酸铁锂也存在不容忽视的根本性缺陷，主要受制于高温还原成单质铁、振实密度、制造成本、知识产权等缺陷。因此目前最有希望应用于动力型锂离子电池的正极材料主要有改性锰酸锂（LiMn2O4）磷酸铁锂（LiFePO4）和镍钴锰酸锂【Li（Ni,Co,Mn）O2】三元材料。
3结论
从研发和生产锂离子电池的经验来看，日本是锂离子电池最早商业化的国家，并且一直占据着高端锂离子电池市场。而美国尽管在一些基础研究上领先，但是到目前为止还没有一家大型锂离子电池生产企业，因此，日本选择改性锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料更有其道理。即使是在美国，利用磷酸铁锂和锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料的厂家也是各占一半，联邦政府也是同时支持这两种体系的研发。
鉴于磷酸铁锂存在的上述问题，很难作为动力型锂离子电池的正极材料在新能源汽车等领域获得广泛应用。如果能够解决锰酸锂存在的高温循环与储存性能差的难题，凭借其低成本与高倍率性能的优势，在动力型锂离子电池中的应用将有巨大的潜力。
