三元正极材料行业深度报告:三元正极技术篇,深挖护城河.pdf
- 上传者:老王
- 时间:2022/05/23
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三元正极材料行业深度报告:三元正极技术篇,深挖护城河。正极材料是锂电池的重要组成部分。正极材料对锂电池的很多关键性能都有直接影响,包括容量、寿命、倍率、 安全性等。三元电芯中,三元正极材料成本占比一般超过50%。
三元正极材料呈现三大发展趋势。当前三元正极材料技术不断迭代,推动锂电池行业进一步向前发展。总体而言, 三元正极材料主要有三大发展趋势:单晶化、高电压化、高镍化。
(1)单晶化,正极材料由多晶向单晶发展,可以提高压实密度、循环寿命等。正极单晶化,对烧结工艺提出更高要 求,并且更高温度烧结容易加剧锂镍混排,单晶化也容易引起倍率性能降低。
(2)高电压化,提高锂电池的充电截止电压,可以提高正极材料的克容量,从而提高锂电池的能量密度。但是提高 充电电压,容易引起正极材料表面结构重构、过渡金属溶解并在负极表面沉积、电解液氧化等。另外,采用单晶正极, 有利于提高正极材料的耐高电压性能。
(3)高镍化,三元正极材料由中低镍向高镍(8系)、超高镍(9系)发展。高镍化主要目的是为了提高克容量,但 是二价镍在空气中难氧化,对锂源、烧结气氛、生产设备等提出更高要求。并且高镍材料更活泼,热稳定性降低,循 环寿命下降,也容易与空气中的水和氧气反应等。在高镍材料中,采用单晶也可以提高循环性能、安全性等。
三大技术方向实现依赖多重因素。除了生产工艺迭代之外,还很大程度依赖掺杂、表面改性等,另外电解液配方 优化也有助于正极性能发挥。目前国内三元正极企业推出中镍高电压、高镍产品,海外推出核壳、NCMA等。
三元正极材料下一代:无钴或富锂锰基等。随着三元正极向着高电压、超高镍方向发展,层状镍锰酸锂(中镍无 钴)、超高镍无钴等在成本、循环性能等方面可能更有优势。另外富锂锰基在克容量方面更有优势。
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