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高镍三元锂离子电池正极材料的技术

来源:【TRD拓尔德】 发布日期:2021-07-20 分享 加入收藏 关注:88

锂离子电池厂家拓尔德浅谈高镍三元锂离子电池正极材料的技术。近年来,三元锂离子电池材料已成为正极材料增速最高的细分范畴。高镍NCM锂离子电池正极材料具有高容量、低成本和原料来源丰富等优势,是一种极有使用前景的锂离子电池材料。本文锂离子电池厂家浅谈高镍三元锂离子电池正极材料的技术,希翼能帮得上大家。


锂离子电池厂家浅谈高镍三元锂离子电池正极材料的技术

随着我国新能源汽车市场的快速发展,带动动力锂离子电池需求的大幅上升,而随着对锂离子电池能量密度要求的不断提高,三元锂离子电池材料的市场需求量始终保持上升趋势。


无论是政策导向、市场需求,还是技术演进方向,三元材料高镍化已成为动力锂离子电池材料发展的必然趋势。在补贴退坡和国际竞争加剧的大背景下,国内企业正在高镍三元范畴积极布局。


锂离子电池厂家了解到,由于车企和电池企业关于高镍三元材料的导入需求急切,推进速度不断加快,2018年以来,NCM811材料已呈现出严重供不应求的状态。为满足市场需求,国内正极材料厂商也积极布局高镍产品,这些产量已经陆续向市场供应,特别是NCM811产品的产量和产量受到高度瞩目。


预计到2022年全球正极材料出货量将冲破60万吨,到2025年将接近100万吨,其中三元材料仍将是大头,高镍三元也将迎来水涨船高的机遇。从国内来看,将来三年三元锂离子电池材料出货量复合增速有望维持在30%以上,而到2020年出货量将冲破20万吨大关。


正极材料做为锂离子电池最核心的材料,将来将继续受益,并且正极材料的技术仍处于不断演化阶段,具有巨大挖掘潜力。正极材料企业既要有技术开发、产品更新能力,又要有产量保驾护航;既要有稳定的上游资源供给,又要得到下游客户的认可。关于高镍三元锂离子电池企业来说,将来正是重塑正极材料散而乱格局的时候,龙头企业有望胜出。


高镍三元正极材料的技术痛点

高镍三元锂离子电池正极材料的容量重要来自Ni2+/Ni4+氧化还原,所以镍含量越高,材料的容量也越大。但是Ni含量升高后,高镍三元正极材料会带来一系列棘手的技术问题。高镍三元正极材料的重要原料是氢氧化物前驱体,Ni以Ni2+的形式存在。


高镍三元锂离子电池正极材料在高温下结构不稳定,循环过程中生成不再有锂离子脱嵌活性的立方岩盐相。镍含量越高,总碱量越高。总碱量高对其工业加工、储存、运输以及电池的制备都提出了更高的要求。当材料接触空气时,粉末材料的结构、形貌和成分发生变化,电化学性能逐渐下降,特别是暴露在潮湿的空气中,这种现象尤为分明。


高镍三元锂离子电池正极浆料在制备和涂布过程,环境湿度对其影响巨大,假如在工艺过程中吸水反应,特别容易造成浆料性质发生变化,导致极片制造过程出现品质不稳定,工艺一致性差等问题,形成凝胶浆料时,甚至涂布过程无法进行。


高价镍会与电解质反应放出热量和气体,并且它本身也很不稳定,受热会分析并析出O2。当热量和CO2、O2等气体在密闭的电池内部集中到达到一定压强时,就会造成爆炸。


目前动力锂电池行业比较火的词汇,不仅仅是“高镍”,还有:“固态电池”,“富锂锰基固溶体材料”,“锂硫电池”等等,新技术新材料新观念的出现将对高镍三元锂离子电池材料的使用萌生一定的冲击。


高镍三元锂离子电池材料的原料成本有所下降,因为镍比钴价格低。但是高镍三元材料的这些技术痛点导致其加工条件极为苛刻,原料成本下降,加工成本又升高,所以将来高镍三元材料的成本也不会大幅降低。但是由于国家及市场对电池比容的要求,高镍三元材料势在必行。


总结:以上就是高镍三元锂离子电池正极材料的解析。目前处于高镍正极产业化初期,多家锂离子电池厂商积极推动高镍正极产量落地,三元锂离子电池材料是将来的趋势。三元材料具有容量高,成本较低,均衡性较好的优势,在动力锂电池范畴具有紧要使用。


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