锂电池的锂离子仅存在于正极材料中,电池能量密度等性能主要取决于正极材料。锂电池电芯的核心结构包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜等。其中正极材料在电芯制造成本、质量中占比最大,正极材料直接决定着动力电池产品的安全性、能量密度等各项性能。锂电池所有材料成本中,正极材料占比从来没有低于30%,最高时超过一半。
目前锂电池正极材料主要包括三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂等。其中,磷酸铁锂更多的应用在动力电池和大型储能领域;锰酸锂主要应用于动力电池和储能领域,且多与三元材料掺杂使用。三元材料主要应用在动力电池,并且已经开始用于小型锂电领域;钴酸锂主要用于 3C 产品。
锂电池主要正极材料性能对比
- | 磷酸铁锂 | 锰酸锂 | 三元材料 | 钴酸锂 |
实际比容量/ mAh/g | 140 | 140 | 300 | 150 |
理论比容量/ mAh/g | 170 | 150 | 170 左右 | 270 |
成本 | 低 | 低 | 低 | 高 |
安全性 | 好 | 好 | 较好 | 差 |
能量密度 | 较低 | 较低 | 高 | 高 |
耐温性能 | 耐低温性较差 | 耐高温性较差 | 高温性能较差 | 耐高温性较差 |
资源供给 | 丰富 | 丰富 | 较贫乏 | 贫乏 |
优势 | 稳定性较好,安全性能较好,耐高温,成本较低,环保 | 成本低,安全性能较好,易制备 | 能量密度高,低温性能较好,化学性质稳定 | 能量密度高,体积小,易制备 |
劣势 | 低温性能差,能量密度一般,生产门槛高,室温电导率低 | 高温性能差,充放电过程中易造成容量衰减 | 循环性能和安全性能逊于磷酸铁锂 | 成本高,循环性能较差 |
资料来源:智研咨询整理
智研咨询发布的《2019-2025年中国锂电池正极材料行业市场供需预测及投资战略研究报告》显示:随着国内锂电池制造业的快速发展,2016年我国锂电池正极材料产量为21.60万吨,2017年我国锂电池正极材料产量增长至32.30万吨。
2009-2017年我国锂电正极材料产量走势图
资料来源: 智研咨询整理
在我国锂电正极材料中2017年钴酸锂产量为6.0万吨;三元材料产量为12.6万吨;锰酸锂产量为3.6万吨;磷酸铁锂产量为10.1万吨。
2014-2017年我国锂电池正极材料细分产品产量统计
资料来源: 智研咨询整理
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