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电池专题

锂电池那些材料决定了锂电池充放电效率、循环寿命等性能呢

来源:宝鄂实业    2019-09-19 11:18    点击量:

正极材料是锂电池包最为关键的原材料,占锂电池成本的30%以上。各个国家乃至各个厂商对正极材料的选择不尽相同,日本和韩国主要开发锰酸锂(LMO)和镍钴锰酸锂三元材料(NCM),中国更偏向磷酸铁锂(LFP)的发展。

 

纵观全球,锂电池正极材料呈现中、日、韩“寡头聚集”的格局。日本和韩国的锂电正极材料产业起步早,整体技术水平和质量控制能力要优于我国锂电正极材料产业,占据锂电正极材料市场高端领域。但是由于中国大型锂电正极材料近十年迅速发展,产品质量大幅度提高,并具备较强的成本优势,据悉目前中国锂电正极材料市场份额已占据全球一半左右,未来发展空间仍广阔。

 

一、负极材料:产业集中度高,产业转向国内

 

负极材料作为锂电池包的四大关键材料之一,决定了锂电池充放电效率、循环寿命等性能。锂电池负极材料国内技术成熟,碳材料种类繁多,成本比重最低,在5-10%左右。

 

目前负极材料以碳素材料为主,占锂电池成本较低,在国内基本全面实现产业化。

电解液作为带动锂离子流动的载体,对电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能等至关重要,是锂离子电池获得高电压、高比能的保证,对锂电池的运行和安全性具有举足轻重的作用。

 

六氟磷酸锂以其独特的性能优势成为目前最广泛的电解质。着眼全球,过去锂电池电解液一直都是日韩厂商的天下,占全球产能的55%左右,但是随着中国技术的提高以及国内需求的日益增速,尤其是六氟磷酸锂国产化后,电解液产能不断向中国转移。

 

、隔膜:高端产品进口替代空间大国内技术实现突破

 

隔膜在成本构成上仅次于正极材料,占20-30%,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。

 

过去几年里,锂电隔膜的高毛利率吸引了大量新进入者,而新建产能集中在低端产品领域,造成了低端产品供过于求的局面,而高技术壁垒使得中高端产品国内供给远低于市场需求,特别是高端产品约90%为进口隔膜。

 

目前市场上大规模使用的隔膜主要有单层聚乙烯膜(PE膜)、单层聚丙烯膜(PP膜)和3层PP/PE/PP符合面膜。这些隔膜的制备工艺主要是干法和湿法两种。受益于下游新能源汽车动力电池需求的提升,全球锂离子电池隔膜产业发展迅速。

 

:锂电池材料未来发展趋势

 

锂电池四大关键材料中技术逐渐突破,高端锂电池材料发展空间广阔。虽然目前我国锂电池材料技术水平偏低,锂电池材料多集中在中低端领域,但是随着电动汽车快速发展以及国家政策的支持,锂电材料开发动力十足,技术水平将会进一步提高,高端产品发展空间巨大。