锂电池正极材料有哪些

2023-08-18 14:30:42 业界科普

锂电池的正极材料包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂等。其中,钴酸锂是第一代商业化正极材料,可以认为是最成熟的锂离子电池正极材料。钴酸锂具有放电平台高、循环性能好、合成工艺简单等优点。但该材料中含有毒性较大的钴元素,制作大型动力电池时安全性难以保证。在3C电池中,大部分选用的是钴酸锂。磷酸铁锂是中国基本处于垄断地位的正极材料,三元材料日韩原本领先,但目前我国占有率提升,国产化率很高。三元材料是目前大多数动力电池的主要材料之一,具有优异的性能表现,如高能量密度、高倍率性能和长循环寿命等。

目前,中国是全球正极材料主要产能集中地,占比约60%。国内正极材料环节的产能庞大,头部集中化趋势逐步显现。其中钴酸锂的集中度最高,磷酸铁锂次之,三元材料则相对偏低。正极材料客户结构进一步优化,当下聚焦海内外头部电池商。

现行业格局分散,竞争激烈,毛利率偏低。正极材料收入前11大企业占整体市场不足80%。同时正极材料才面对下游集中度较高的动力电池龙头企业议价能力不足,何况这些企业也在自己做正极材料。

正极是技术变化较大的领域,磷酸铁锂、锰酸锂到三元材料,如果企业抢得先机,分分钟弯道超车,当然万一点错技术点,也是瞬间跌落。目前大多认为三元正极材料是动力电池的主要发展方向,但是并不代表其他的技术路线就没有可能,比如比亚迪仍旧在挖掘磷酸铁锂,众多其他路线也在开发之中。

锂离子电池的核心部件是电芯,电芯的原材料主要包括电解液、隔膜、正负极材料等。锂离子使用正极(阴极),负极(阳极)和电解质作为导体。正极是金属氧化物,负极由多孔石墨构成。在放电过程中,锂离子通过电解质和隔膜从负极移动到正极;充电时,锂离子沿着相反的方向从正极流向负极。

原材料占三元材料成本的90%以上,对价格波动敏感,材料成本中绝大部分成本来源于金属盐,且尤其以锂、钴的价值较高。

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