電池正極材料：為新能源汽車保駕護航
日期：2024-11-25 07:47:54 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：574近年來，中國新能源汽車發(fā)展迅猛，帶動了對動力鋰電池的旺盛需求。正極材料是鋰電池中最為關鍵的原材料，在當前市場上，動力電池正極材料具有體系多元化、需求個性化和市場多變化三個特點。
第一個特點是體系多元化。目前市場上的動力電池正極材料主要有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷二元材料體系，不同的材料體系各有特點，有著各自的應用領域和市場需求。
錳酸鋰體系具有低成本、高平臺、安全性能優(yōu)異等特點，在取代鉛酸電池和低速物流車等領域占有較大份額。但這種材料體積比容量低、高溫循環(huán)差，導致其在商用車、物流車等應用領域受限。
磷酸鐵鋰是目前中國市場上應用較多的動力電池材料。這種材料的高安全和循環(huán)穩(wěn)定等特點，使其在商用車、專用車等應用領域占據(jù)一定地位。
鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷二元材料近年在動力市場占比提升?；鸨虻奶厮估妱榆囬_啟了三元電動車的新紀元?；趯w積比能量的不斷追求，越來越多的電動物流車和乘用車選擇采用這類材料。
需求個性化是動力電池正極材料的第二個特點。市場發(fā)展初期，新能源汽車百花齊放，對動力電池及材料的要求也各不相同。目前，動力電池產(chǎn)品有軟包、鋁殼、圓柱等多種體系，各體系對性能的要求及其在各電池廠的應用需求也不盡相同。汽車廠商重點考慮電池管理系統(tǒng)配套和應用環(huán)境的差異，對電池性能要求也存在較大差異。如部分廠家對電池的高溫循環(huán)要求較為苛刻，部分廠家更為關注低溫循環(huán)壽命，還有部分廠家更關注快充性能等。
市場多變化是動力電池正極材料的第三個特點。2016年三元電池的“遭遇”可謂跌宕起伏，時而被否定，時而受追捧。新的補貼政策首次在產(chǎn)品技術要求上提出以電池能量密度作為參考指標，三元材料得以“解禁”。在更高能量密度的發(fā)展方向上，高鎳三元材料無疑會成為今后一段時間研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點。
新能源汽車行業(yè)從2012至2015年的起步發(fā)展，到2016至2017年的調整發(fā)展，預計2018年之后將高速發(fā)展，未來動力電池正極材料的應用和發(fā)展備受關注。綜合來看，動力電池正極材料未來發(fā)展具有以下幾個特點。
首先是目標明確化。人類歷史上每次成功的能源變革都有一個清晰的主線邏輯，即能量密度出現(xiàn)數(shù)量級上的躍升。如煤炭比木柴高160倍，石油比煤炭高2倍。新能源只有在能量密度上具備碾壓性優(yōu)勢，才有能力顛覆傳統(tǒng)能源。2015年起，國家逐步對新能源汽車行業(yè)進行規(guī)范，2016年10月《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》發(fā)布，對動力電池能量密度和成本提出了明確目標及要求。在保證安全性能的前提下，實現(xiàn)動力電池的能量密度提升、充電時間更短是消費者的客觀需求，因此對動力電池正極材料的優(yōu)化和技術提升至關重要且刻不容緩。
其次是路線多樣化。2016年底公布的新能源汽車補貼方案中提出，補貼與體積比能量掛鉤，間接引導了材料體系的升級，具有體積比容量優(yōu)勢的NMC三元材料成為產(chǎn)業(yè)化熱點。目前，動力電池材料均達不到2020年動力電池能量密度300wh/kg的要求，國家補貼積極鼓勵新型電池的開發(fā)，炙手可熱的高鎳三元電池、瞄準電動汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展的固態(tài)電池、被譽為新能源汽車終極目標的燃料電池……全球關于動力材料的研究如火如荼，未來新能源市場誰主沉浮，仍是未知數(shù)。
第三是過程精細化。電動車領軍企業(yè)特斯拉近年來頻頻發(fā)生起火事件，動力電池安全問題引發(fā)行業(yè)擔憂，由此對正極材料研發(fā)、技術、生產(chǎn)的標準也提出了更高要求。一方面，需全面提升生產(chǎn)智能制造水平，提升產(chǎn)品合格率和一致性，控制因材料磁性物質等引發(fā)的自放電問題等;另一方面，研發(fā)技術信息化、智能化需進一步提升，提高研發(fā)有效性，避免走彎路。
新能源汽車動力電池在續(xù)航里程、快充、成本、安全、壽命等方面的要求極高，要求我國的動力正極材料企業(yè)要對產(chǎn)業(yè)鏈進行全盤考慮，確保材料的開發(fā)、設計、驗證和制造滿足新能源汽車動力市場的持續(xù)發(fā)展應用。在全球目前正極材料產(chǎn)銷規(guī)模第一的湖南杉杉能源2020年前近10萬噸/年的產(chǎn)能規(guī)劃中，鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷二元材料產(chǎn)能規(guī)劃占到七成。湖南杉杉能源將從兩條路線進行產(chǎn)品研發(fā)，一方面向高鎳三元方向發(fā)展，另一方面在中鎳高電壓三元方向展開研究。