鋰電池正極材料生產(chǎn)技術(shù)門檻與價格波動探討

來源：存能電氣  日期：2020-01-30 15:47  瀏覽量：次

鋰電池正極材料生產(chǎn)技術(shù)門檻與價格波動探討。鋰電池正極材料是推動鋰離子電池性能提升的最關(guān)鍵材料，隨著鋰電技術(shù)的日臻完善和鋰電市場的日趨成熟，鋰離子電池對于各種正極材料的性能要求也不盡相同。受補(bǔ)貼政策調(diào)整、原材料價格波動等因素影響,正極材料領(lǐng)域出現(xiàn)了多種變化。

鋰電池正極材料生產(chǎn)技術(shù)門檻

高鎳NCM811在原料、燒結(jié)、破碎、后處理等環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工藝與普通NCM正極材料差異較大，對環(huán)境要求極為嚴(yán)苛，具有很高的技術(shù)門檻。

鈷酸鋰?yán)碚撊萘扛撸珜?shí)際容量卻只有理論的一半。原因是在充電過程中鋰離子要從鈷酸鋰材料中脫出，但脫出量小于50％時，材料的形態(tài)和晶型可以保持穩(wěn)定。隨著鋰離子脫出量增大至50％時，鈷酸鋰材料將發(fā)生相變，如果此時繼續(xù)充電，鈷將溶解在電解液中并產(chǎn)生氧氣，嚴(yán)重影響鋰電池循環(huán)穩(wěn)定性和安全性能，因此一般的鈷酸鋰充電截止電壓為4．2V。

磷酸鐵鋰正極材料的電壓僅有3．3V左右，低于其他正極材料，這使得磷酸鐵鋰電池儲存能量較低；二是磷酸鐵鋰導(dǎo)電性較差，需要納米化并進(jìn)行包覆才能獲得良好的電化學(xué)性能，這使得材料變得蓬松，壓實(shí)密度較低。

鎳鈷錳三種元素的不同配置將為材料帶來不同的性能：鎳含量增加將增加正極材料的容量，但會使循環(huán)性能變差；鈷的存在可使材料結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，但含量過高會使容量降低；錳的存在可以降低成本并改善安全性能，但含量過高則會破壞材料的層狀結(jié)構(gòu)，因此找到三種材料的比例關(guān)系以達(dá)到綜合性能最優(yōu)化，是三元鋰電池正極材料研發(fā)的重點(diǎn)。

鋰電池正極材料行業(yè)屬于技術(shù)密集型行業(yè)，需要有雄厚的技術(shù)積累才能立足。未來正極材料行業(yè)的競爭一定是技術(shù)、客戶、資金、成本（原料等）的全方位競爭，只有真正掌握核心技術(shù)，進(jìn)入國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)供應(yīng)鏈，且具備一定資金實(shí)力和成本優(yōu)勢的企業(yè)才能成為這一行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和最終勝出者。

鋰離子電池正極材料的研究與發(fā)展，主要在三個方面進(jìn)行：

1）基礎(chǔ)科學(xué)層面，主要是發(fā)現(xiàn)新材料，或者對材料組成、晶體結(jié)構(gòu)及缺陷結(jié)構(gòu)的計(jì)算、設(shè)計(jì)與合成探索，以期發(fā)現(xiàn)電化學(xué)性能優(yōu)異的新型正極材料；

2）材料化學(xué)層面，主要探討合成技術(shù)，以期對材料晶體結(jié)構(gòu)、取向、顆粒形貌、界面等材料結(jié)構(gòu)因子進(jìn)行優(yōu)化，獲得電化學(xué)性能、加工性能和鋰電池性能的最佳匹配，目的是研發(fā)可實(shí)現(xiàn)正極材料綜合性能最優(yōu)化的材料結(jié)構(gòu)及其合成方法；

3）材料工程技術(shù)層面，主要是發(fā)展可大規(guī)模、低成本、穩(wěn)定的設(shè)備與工藝，以期發(fā)展合理的工程技術(shù)，滿足市場需求。

鋰電池正極材料價格的波動

鋰電正極四大材料價格各自均有較大幅度波動,其中鈷酸鋰與三元材料波動最大,二者同比各自下降均超過20%。錳酸鋰維持相對平穩(wěn)，磷酸鐵鋰跟隨碳酸鋰價格一路下滑，同時也受行業(yè)影響，到年底呈現(xiàn)嚴(yán)重下滑。

目前鋰電池正極材料國際市場定價機(jī)制已比較成熟，采用公式價，其中包括了與鎳、鈷、鋰等原材料價格直接掛鉤的部分。很多原材料生產(chǎn)公司也在通過多元化的采購渠道以及對行情的把握，積極降低原材料采購成本。

總結(jié)：目前國內(nèi)主流動力鋰電池的正極材料分為磷酸鐵鋰和三元鋰電池兩大種類。與三元電池相比，磷酸鐵鋰回收利用率低，缺乏盈利點(diǎn)，甚至進(jìn)行再生材料回收處于虧本狀態(tài)，這導(dǎo)致磷酸鐵鋰電池回收不僅不能帶來效益，還會成為拖累。從市場份額來看，磷酸鐵鋰依然還有很大的空間。