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正极材料的竞争

正极材料的竞争

新能源汽车是汽车发展,新能源汽车动力电池的方向是其技术和电动汽车的大规模应用产业发展的心脏是显著。随着增强动力电池产业的集中,以及成熟的技术路线,电池将未来的电力朝着更安全,时间越长,更快的充电速度方向。

锂电池在各个领域的消耗量

甘肃快3走势图当前的电池正极材料具有许多技术路线,主要围绕磷酸铁锂,三元材料,钴酸锂,锰酸锂4,然后随着技术的进步,这在电池技术领域路线正极材料更具有竞争力它?

如图1所示,锂磷酸铁

甘肃快3走势图由于磷酸铁锂电池的安全性,循环寿命长,丰富的原材料资源,不造成比亚迪后对环境的污染,已经寻求通过许多电池制造商在中国主导。中国的主要国外动力电池生产商意想不到的磷酸铁锂电池技术路线的成功。

有磷酸铁锂的许多优点,但缺点是也很明显,除了在低温下循环特性较差,主要缺点是其导电性和低的振实密度,只有120-150wh / kg的能量密度。2016年底,国家由电池,这可能会阻碍磷酸铁锂电池发展的能量密度出台补贴政策,但磷酸铁锂为电动公交车使用的都是不可替代的,未来的市场空间仍然很大。

目前磷酸铁锂电池制造商比亚迪,北大先行,深圳水码,合肥,中国宣。未来磷酸铁锂将增加的方向发展的能量密度,可以考虑石墨烯,碳纳米管和其它添加剂,以改善率能力,磷酸锰铁锂或所述电压的增加,从而增加了15-20%的能量密度。

甘肃快3走势图如图2所示,该钴酸锂和镍酸锂

钴酸锂是在锂电池正极材料的商业应用的先驱,第一代的锂离子电池市场的商业应用是在1990年SONY锂钴氧化物的锂离子电池,随后在消费产品应用大规模。

然而,最大的缺点是钴酸锂的质量比容量低,理论极限为274mAh / g时,稳定性的结构中,只能达到137mAh /克的实际应用。并且因为地球钴的储量是相对低的,从而导致在锂钴氧化物的成本较高,所以难以大规模普及在电池领域。

甘肃快3走势图类似的钴酸锂,镍酸锂是优选α-NaFeO2型型六角晶系层状结构的锂镍氧化物阴极材料的理论容量275mAh / g时,直到实际180-200mAh / g时,平均约3嵌锂的。8V。相对于氧化锂钴是镍钴比储备,价格也比较便宜,但难以合成镍酸锂,循环特性较差,纯相的镍酸锂是不实际。

动力电池,正极材料
3,锰酸锂

由于锰酸锂和钴酸锂目前广泛使用的,三元的材料性质非常接近,这是很成熟的电池生产过程中,基本的细胞系是用现有的电力线兼容,特别是日本和韩国被采用为18650电池电池组件模块技术思想是,锂锰电池的生产更容易。

最大的缺点是性能不佳的锂锰氧化物高温循环,但相对于锂铁磷酸盐,它也有其自己独特的优势。

锰酸锂的体积(1),磷酸铁锂是具有优良的比能量

LiFePO 4的锰酸锂的容量是小于约25%低,但其比磷酸铁锂更高的电压,以及锂锰酸,约40%的高填充密度,所以锰酸锂的比能量的体积的15%高于磷酸铁25-30%锂。

一致性(2)优于锰酸锂,磷酸铁锂

由于该产品不具有碳 – 锂锰氧化物,所以产品稳定性的性能参数,一致性电池生产非常有利。

动力电池,正极材料
甘肃快3走势图 目前,日本索尼,中信国安中国,苏州星恒等公司都在开发锂锰电池生产,电动车在低速和高速公路总里程的未来不是电动汽车等领域将具有良好的市场。

4,三元材料

三元材料主要锂镍钴铝(NCA)和锂镍钴锰氧化物(在NCM)是其中两个是具有最高材料市售NCA阴极材料的比容量。

锂镍钴铝(NCA)

甘肃快3走势图由于Co和Ni具有相似的电子构型,化学上类似的离子尺寸差小,可发生镍酸锂和钴酸锂等同替换,以形成连续固溶体和层状α-NaFeO2型保持结构中,为了获得更稳定的高镍固体溶液材料,除了加入的钴,添加Al,可以进一步改善的稳定性以及材料的安全性,从而形成锂镍钴铝三元材料。

虽然NCA具有高比容量,但缺点也很明显,未来的发展趋势是高镍钴NCA低,以降低成本和提高能力的发展; 高的压实和研发以改善NCA的体积比; 使用湿度NCA灵敏度进一步降低涂覆工艺。

在美国特斯拉NCA动力电池正极材料使用时,技术领先位置,松下使用的硅和碳负3500mAh的向上,超过2000次的循环寿命的18650 NCA组合的电池容量制成; 有迹象表明,正极NCA材料具有很大的竞争功率电池应用。

锂镍钴锰氧化物(在NCM)

锂镍钴锰氧化物(在NCM)的高比容量,循环寿命长,安全性和低成本的三元材料是不容置疑的优点,但它也具有相对低的平台,一个低的初始充放电效率的缺点。

目前锂镍钴锰氧化物(在NCM)主要韩国LG,浙江微宏珠海银肺和功率,在未来,NCM的发展趋势主要是低的制造层状钴三元材料,主要是钴是一种稀缺资源,可降低成本的量; 另一个方向是高镍层状三元材料的开发,尽管合成系统大型高镍的难度,锂镍改组容易发生,但在镍含量的增加可以显著提高克的容量,电源系统是一种高为镍电池的理想材料的一个。另外,NCM还必须注重吸收材料的问题。

在这个阶段,国内一些厂家三元NCM /钛酸锂负极组合物的技术路线,避免了因循环不良的碳负极的锂枝晶的形成和可能的安全性问题。与良好的安全性和高倍率充放电,循环寿命长(可达5000-10000次)的特点,因此备受关注在动力电池领域制造这种电池模块。

总结一下

政策动向,未来广阔的市场动力电池产业,三年内达到50%的新能源汽车动力电池市场的年均增长速度,但在行业中整个电池的激烈竞争中,行业整合正在进行中,电池市场需求将进一步专注于有竞争力的企业。

在技术路线,目前的商业锂离子电池的阴极材料的锂锰氧化物(在LMO),磷酸铁锂(在LFP),三元材料(NMC),每种材料都有它自己的优点和缺点,有他们自己应用和市场需求。其中电动工具,混合动力汽车和电动自行车是主要的LMO的应用领域,新能源公交大巴,出租车仍将主导LFP。在未来,电池最可能情况的字段将是磷酸铁锂和三元材料不相上下。

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