介绍电池材料对电池成本和性能的影响
来源：宝鄂实业
2019-09-26 15:30
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锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜等组成。在锂电池成本构成中,正极材料占19%,负极材料占9%,电解液占13%,隔膜占21%、其他材料(如铜箔、铝箔等)约占38%。
电池的性能受所选化学材料的影响。目前,正极材料主要包括磷酸铁锂(LFP)、镍钴锰(NCM)、镍钴铝(NCA)和锰酸锂(LMO)等,负极材料主要是石墨、钛酸锂(LTO)等。与其他电池相比,NCM和NCA的主要优势在于具有更高的能量密度,而LFP则具有更高的循环寿命和安全性能。根据其各自的特点,目前NCM和NCA主要用在轻型车上,LFP主要用在客车上。
电池材料如何影响电池成本?国际能源署(IEA)发布的报告表示,目前电池每千瓦时的成本随着能量密度和材料不同而变化。镍钴锰正极材料的能量密度与镍的含量成正比。能量密度高则在一定量活性材料中存储的能量多,在其它条件相同的情况下,这就降低了每单位能量的生产成本。例如,从NCM111到NCM622,镍含量占比从1/3增加到60%,其成本可降低7%。不过,镍含量的增加会使电池热稳定性降低,所以在使用这些新材料获得成本效益之前,必须克服这一挑战。
此外,采用较少依赖于像钴这样昂贵的元素的电池化学材料,能够节约成本,且降低对钴价的敏感性。假如钴的价格从每公斤80美元涨到120美元,将使NCM111的电池包成本增加9%,而NCM811只增加2.5%。
据报道,土耳其裔美国科学家Kevin Sahin发明了可以减少动力电池钴含量的新技术——GEMX,这项电池技术能够使电池钴含量从目前普遍采用的20%配比大幅降低到4%。
