提起新能源汽车产业链(3)——正极材料大家在熟悉不过了,被越来越多的人所熟知,那你知道新能源汽车产业链(3)——正极材料吗?快和小编一起去了解一下吧!
介绍电芯后,这篇是正极材料,对于锂电池而言正极材料就是所谓的核心,其电池能量密度在很大程度上取决于正极材料,而在成本方面,现正极材料的占比比其他三大材料综合还要高。
(相关资料图)
本文分为三块:四大材料性能对比。材料发展史,2017年正极十大厂商排名以及后续技术分析。
正极材料主流的为四大材料:他们分别是三元材料,磷酸铁锂,钴酸锂,锰酸锂。
三元材料(NCM)是根据镍(Ni),钴(Co),锰(Mn)/铝(Ca),按一定比例合成的材料,所有按比例命名的
111:镍,钴,锰都按照1/3比例合成,三个金属比例为1:1:1,所以叫做111,同样的还有NCM523,NCM622,NCM811这三大主流类。
磷酸铁锂有三大十分优秀的性能:高循环性(长寿命),安全性高和高温性能好(四大材料中的唯一)
成本虽不是最低,但也算便宜,在双积分政策出现前是新能源汽车电池的主要正极材料,其后因为满足双积分政策高能量密度的需求,才催生出对应三元材料,且能量密度越发往高走。
值得一提的是,在新能源汽车厂纷纷转向三元材料为主导的时候,国内一线比亚迪技术仍然以磷酸铁锂为主,三元材料也只是辅助生产而已。
钴酸锂在高端数码领域仍旧有不可替代的作用,其良好的一致性和高电压是无可挑剔性能,不过过高的价格令其在低端数码领域逐渐被替代。
锰酸锂是最为廉价的材料,低成本,安全性好,凭借高倍率性,虽然克容量低,但却是手机快充的好材料。
2015年磷酸铁锂急速增长,成为的主导锂电池的材料,主要是新能源汽车,特别是客车的需求带动,而代表企业为比亚迪,直到如今(2018-5)比亚迪仍旧以磷酸铁锂为主,且研发主力方向仍在磷酸铁锂。
① 磷酸铁锂满足新能源客车安全性优先于续航里程的要求,成为新能源客车的主流 材料。
② 成本低廉和循环性高(寿命长)的特性满足双积分政策出来前大部分新能源汽车需求。
三元材料时代推动的两大主要原因:
① 特斯拉的风靡全球,中国企业纷纷模仿,一时间生产三元材料企业如雨后春笋,三元材料从数码领域延申到动力领域。
② 双积分政策的续航里程要求,磷酸铁锂的能量密度无法满足双积分需求,三元材料成为未来趋势的主流。
三元材料最有可能是未来几年内的发展主流,其技术已可实现,系统能量密度满足2020年250Wh/kg,理论上也可以满足2025年280 Wh/kg系统能量要求。
在技术可实现且已经商业化的基础上,除非电池材料出现重大发现或者技术突破,不然三元材料是未来5年的技术路线。
磷酸铁锂的理论容量是克容量170Wh/kg,实际很难突破140 Wh/kg,但在今年(2018)初,正极材料市场已量产并销售140 Wh/kg的磷酸铁锂,虽然牺牲了一定的循环性和倍率性。但为2020年系统能量密度250Wh/kg的提供了可能性。
业内已有一种担忧,未来三元可能无法成为趋势,因为在磷酸铁锂能勉强满足能量密度的前提下,其低成本和高循环性成依旧有非常强大的竞争力。
富锂锰基的克容量可以到250Wh/kg以上,是未来电芯单体能量密度500Wh/kg以上提供可能性,且成本低,安全性好,不过有非常多的问题等待解决。
① 降低首次不可容量逆容量损失
② 提高倍率性和循环寿命
③ 抑制循环过程中电压的衰减
个人认为,5年内弯道超车的可能性不太大。
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相关链接:
新能源汽车产业链(1)——总述
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新能源汽车产业链(4)——负极材料
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新能源汽车产业链(5)——电解液
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新能源汽车产业链(6)—隔膜
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