锂电池按正极材料分类主要有哪几种？什么是驱动三元锂电池发展的动力？
来源：宝鄂实业
2019-05-18 19:50
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据统计，2016-2018年动力锂电池的出货量和装机量均逐年增加。2018年中国锂电池出货量102GWh；其中动力电池出货量达65.0GWh，占比达63.7%；数码电池出货量增长不大，手机、移动电源等出货量减少，电动工具等小3C领域应有有所增加，整体占比下滑；储能增速超过40%，占比有所增长。动力领域逐渐成为锂电池的第一大需求产业。
技术驱动三元锂电池发展
正极材料是电池中锂离子之源，其性能直接关系到电池性能，是锂电能量密度的基础，是锂电池中最关键的功能材料。锂电池按正极材料分类，主要有三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂这四种，对应的负极材料一般都是石墨。2018年，三元锂电池的装机量占比最高，达58.17%，装机量增速同比达107%；其次是磷酸铁锂电池，占比为39%，装机量增速同比为23%；而锰酸锂和钛酸锂电池二者合计不超过3%，装机量呈负增长。
三元锂电池的发展势头之所以如此迅猛，背后靠的是国家对新能源汽车补贴政策的不断调整变更的因素。对比2017年新能源汽车补贴政策，2018年补贴在乘用车方面不仅重新划分了续驶里程区间，还对动力电池的能量密度通过系数变化和调档的方式提出更高的要求，对于百公里电耗量系数也分档进行划分，同时，电池能量密度系数可以与百公里电耗系数叠加。
磷酸铁锂电池曾是中国新能源汽车市场上的主流，虽然其充放寿命长，但电池系统的能量密度只在100Wh/kg左右，而三元锂电池能量密度最高能达到330Wh/kg。
首先需要明确的是，目前商业化应用的锂电池如NCM、NCA、LFP、LTO、LMO、LCO等，所制备出来的单体电芯，其Li含量不过是1%左右，能量密度也是偏低的。因此锂电池的终极目标还是使用纯金属锂（Li的理论比容量为3861mAh/g，远远超过目前Tesla使用的三元NCA），而锂空气电池是无限接近这一目标的工艺方法， 相比于其它电池体系， 锂空气电池具有最高的理论能量密度（仅次于 Li/F 电池体系，而 F有毒并且实验难度大，因此 Li/F 电池体系很难实现） 。
其构成也很简单：金属Li负极+空气正极（主要是氧气）+电解质，原理理论方面倒不是难点所在，在实验室中也成功制备过，不过距离商业化大规模运用还有很大的差距，需要解决的问题很多，比如需要开发抗氧化性强的电解质体系和正极材料、开发低价有效的催化剂、设计新型的有利于反应物输运的多孔空气正极、发展稳定的金属 Li 或者 Li 合金负极材料和解决空气中其它气体的影响问题。
虽然有这么多的问题还需要解决，不过随着锂电池行业对于能量密度需要的不断提高，发展锂空气电池的商业化应用是今后的必由之路。而且锂空气电池这些难点和燃料电池有些相似之处，随着丰田。本田将燃料电池汽车量产化，其研发结果对于锂空气电池的研究应用大有帮助，预计在2025年左右，锂空气电池能够进行商业化使用。
其构成也很简单：金属Li负极+空气正极（主要是氧气）+电解质，原理理论方面倒不是难点所在，在实验室中也成功制备过，不过距离商业化大规模运用还有很大的差距，需要解决的问题很多，比如需要开发抗氧化性强的电解质体系和正极材料、开发低价有效的催化剂、设计新型的有利于反应物输运的多孔空气正极、发展稳定的金属 Li 或者 Li 合金负极材料和解决空气中其它气体的影响问题。
虽然有这么多的问题还需要解决，不过随着锂电池行业对于能量密度需要的不断提高，发展锂空气电池的商业化应用是今后的必由之路。而且锂空气电池这些难点和燃料电池有些相似之处，随着丰田。本田将燃料电池汽车量产化，其研发结果对于锂空气电池的研究应用大有帮助，预计在2025年左右，锂空气电池能够进行商业化使用。
