彩89

汇杰锂能
目前所在位置: 汇杰首页 > 正极问答 >

三元材料成为主流-如何选材?

简介:汇杰锂能提供正极材料的选择,在三元材料成为主流的市场,我们更加推荐使用三元材料而非磷酸铁锂材料,主要原因是三元材料成为主流,更多的供应商开始研发三元材料设备,其次三元材料的安全性能得到解决,生产也更加方便等。

阅读:132次 作者:babsan 发布时间:2018-10-14 18:53:13

三元材料我们又称之为三元正极材料,是我们选材中必须考虑的一种正极材料,尤其在锂电池选材的时候,通常会遇到别人问,你是选择碳酸锂电池,还是三元电池,还是磷酸铁电池,这时候我们就需要有专业的眼光进行看这个问题,谁是这个行业的主流,哪一种占据着绝对的优势,这时候我们就需要看三元材料,三元材料作为大家首页,不仅仅是因为国家补贴,更多的是能量密度高,市场的选择。

三元材料电池

三元材料成为主流

经济学家常常用供给与需求两条曲线分析市场,两者的交叉就是平衡点。动力电池企业也应用这个原理分析产品发展趋势。

宁德时代新能源科技有限公司副总裁、首席科学家吴凯展示了动力电池能量密度与成本之间的关系。随着规模扩大、技术进步,成本曲线向下倾斜;克服“里程焦虑症”的办法只有提升能量密度,这也是我国政府和行业鼓励的方向。向上的能量密度曲线与成本曲线形成交叉点,三元材料企业围绕于此做文章,也是目前做得最好的。

吴凯说:“企业对电池的设计都是从成本与能量密度的平衡着眼。在平衡点之下,三元材料占有优势;在平衡点之上,硅基负极体系和固态电池占有优势。在固态电池还不能商业化的背景下,三元材料体系成为主攻目标。”

近期,在多个产业发展论坛上,企业和科研机构的专家均谈到,磷酸铁锂电池受到自身材料性能的限制,以目前的技术水平难以在2020年达到国家规定的能量密度要求,而三元材料中的NCM111和NCM523等类型电池也是如此。

据专家介绍,目前主流的NCM523三元材料,能量密度可以达到160~200Wh/kg,与300Wh/kg有较大距离。科研人员提高三元体系中镍的含量,电池的能量密度显著提高,NCM622和NCM811分别达到230Wh/kg和280Wh/kg。为了达到300Wh/kg的目标,高镍三元材料成为必然的选择。

数据显示,2018年一季度,国内三元材料产量31670吨,同比增长64.26%。其中,常规NCM型号占比78%,NCM622型号占比14%,NCM811/NCA占比8%,NCM811产量大幅增长。

目前,高镍三元材料有两种路线,分别是NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)。在高镍三元材料中,镍的主要作用是提供容量,其含量越高,电池的能量密度越大;钴元素在贡献一部分容量的同时起到稳定结构的作用;锰/铝主要用来稳定三元体系结构。

三元材料成为主流

如何选择正极材料?

1. 从材料特性分析

1)镍钴锰酸锂三元材料的能量密度比较高,导致生产出来的电池体积较小,重量较轻;

2)镍钴锰酸锂三元材料的电子电导低,必须加入碳黑或进行改性才能够提高电导率,但这样又会导致体积变大,增加电解液;

3)镍钴锰酸锂三元材料在低温情况下电子电导更低,其低温性能是其应用于动力电池的另一障碍。

目前,美国Valence科技、A123公司和加拿大Phostech公司等国际级大公司能够提供磷酸铁锂的样品和电池,但这些样品与目前成熟的锰酸锂相比,电压、密度、大电流和低温性能都相差较多。有一数据可表明,以磷酸铁锂为正极的18650电池的容量仅能达到1300mAh/g ;但是相比三元正极材料,磷酸铁锂电池的效果就会差很多。

2. 从技术成熟度分析

由于安全性过关,磷酸盐是锂电池正极材料的发展趋势。但由于磷酸铁锂与锂离子电池的应用时间远远短于钴酸锂和锰酸锂,还停留在产品应用的初级阶段,需要经历一个由小到大的发展过程,所以目前不可能成为动力型锂离子电池的主流正极材料。在相比三元材料,三元材料基本在523三元材料已经很稳定,但是高镍622三元材料已经完成基本安全性能测试;相比磷酸铁锂,材料相对会差一点;

3. 从电池成本分析

磷酸铁锂的制造需要碳酸锂做主要材料,还需要氩气与氮气等保护气,制造成本很大。目前国际市场最好的磷酸铁锂价格是30多万元/吨,但产量很小,批量不稳定;国内的价格是在15-16万元/吨,在未来的3-5年之内,磷酸铁锂的价格会居高不下,目前,锰酸锂的价格是8-10万元/吨。但是相对来说三元材料,价格通常在20多万,相比正极材料成本,磷酸铁锂的优势也相当明显

4. 从实现批量生产的可行性分析

正极材料的成本只是电池成本的一部分,正极材料的价格下降不会给电池整体成本带来本质的影响。在电池的生产制造中,正极材料仅占原材料中的15%-20%,还需要考虑电解液、制造工艺,良品率低等问题,其中,磷酸铁锂电池制造工艺问题还有待解决。目前,从试验室中是能够做出动力磷酸铁锂电池,但磷酸铁锂的材料稳定性差,材料工艺比较复杂,涂膜难,制备过程难,进入批量生产尚需时日。三元材料的的工艺已经非常成熟,而且大量的厂家开始投入三元材料的研发和三元材料设备的研发,可行性方面三元材料和磷酸铁锂正极材料在伯仲之间。

从四个维度来选取三元电池材料

综上所述,磷酸铁锂无论在技术成熟度、性能、成本、制造工艺方面都存在缺陷,尽管不失为未来研发的一个选择,但不适合现阶段的市场应用。但是三元材料更适合市场,更适合量产,安全性能已经解决,能量密度越高,市场前景越大,所以我们觉得三元材料才是王者。

上一篇:三元正极材料主要制备技术有哪些? 下一篇:没有了
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
验证码: 点击我更换图片
最新评论
内容申明

在线客服

点我交流

在线客服

联系电话

18588455491

联系电话

分享

分享

投诉建议

投诉留言

投诉建议

返回顶部
返回顶部
友情链接:香港六合彩公司  香港六合彩公司  香港六合彩公司  香港六合彩公司  香港六合彩公司  香港六合彩公司  香港六合彩公司  香港六合彩公司  

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!