鋰電池正極材料生產技術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技術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鍵材料，隨著鋰電技術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。受補貼政策調整、原材料價格波動等因素影響,正極材料領域出現了多種變化。

鋰電池正極材料生產技術門檻

高鎳NCM811在原料、燒結、破碎、后處理等環節的生產工藝與普通NCM正極材料差異較大，對環境要求極為嚴苛，具有很高的技術門檻。

鈷酸鋰理論容量高，但實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，材料的形態和晶型可以保持穩定。隨著鋰離子脫出量增大至50％時，鈷酸鋰材料將發生相變，如果此時繼續充電，鈷將溶解在電解液中并產生氧氣，嚴重影響鋰電池循環穩定性和安全性能，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；二是磷酸鐵鋰導電性較差，需要納米化并進行包覆才能獲得良好的電化學性能，這使得材料變得蓬松，壓實密度較低。

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，但會使循環性能變差；鈷的存在可使材料結構更加穩定，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構，因此找到三種材料的比例關系以達到綜合性能最優化，是三元鋰電池正極材料研發的重點。

鋰電池正極材料行業屬于技術密集型行業，需要有雄厚的技術積累才能立足。未來正極材料行業的競爭一定是技術、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，進入國內外優質供應鏈，且具備一定資金實力和成本優勢的企業才能成為這一行業的領導者和最終勝出者。

鋰離子電池正極材料的研究與發展，主要在三個方面進行：

1）基礎科學層面，主要是發現新材料，或者對材料組成、晶體結構及缺陷結構的計算、設計與合成探索，以期發現電化學性能優異的新型正極材料；

2）材料化學層面，主要探討合成技術，以期對材料晶體結構、取向、顆粒形貌、界面等材料結構因子進行優化，獲得電化學性能、加工性能和鋰電池性能的最佳匹配，目的是研發可實現正極材料綜合性能最優化的材料結構及其合成方法；

3）材料工程技術層面，主要是發展可大規模、低成本、穩定的設備與工藝，以期發展合理的工程技術，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，磷酸鐵鋰跟隨碳酸鋰價格一路下滑，同時也受行業影響，到年底呈現嚴重下滑。

目前鋰電池正極材料國際市場定價機制已比較成熟，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：目前國內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，甚至進行再生材料回收處于虧本狀態，這導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。