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三元材料性能穩(wěn)步提升 磷酸鐵鋰應(yīng)用范圍受擠壓

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1567次  |  2022年01月12日  

三元材料:綜合多維優(yōu)勢(shì),發(fā)展前景廣闊三元材料綜合了LiNiO2、LiCoO2、LiMn2O4的特點(diǎn),三種過渡金屬元素具有顯著的協(xié)同效應(yīng),鎳元素可以提高材料容量,鈷元素重要起到減少陽離子混合占位、穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)的用途,錳元素則可以提高安全性和穩(wěn)定性,因此三元材料具有能量密度高、循環(huán)壽命較長(zhǎng)、安全性能較好等優(yōu)點(diǎn)。


三元材料理論比容量可以達(dá)到接近300mAh/g,目前廣泛應(yīng)用的NCM622實(shí)際比容量在170mAh/g左右,未來隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,實(shí)際比容量仍有很大的上升前景。


磷酸鐵鋰技術(shù)較為成熟,安全性能較好,目前重要應(yīng)用于儲(chǔ)能、動(dòng)力鋰電池等領(lǐng)域。動(dòng)力鋰電池方面,客車上的應(yīng)用更為普遍。未來隨著三元材料性能的提高,我們認(rèn)為磷酸鐵鋰會(huì)逐步縮小在動(dòng)力鋰電池上的應(yīng)用范圍。磷酸鐵鋰?yán)碚摫热萘靠梢赃_(dá)到170mAh/g,目前已經(jīng)做到實(shí)際比容量140mAh/g左右,未來繼續(xù)發(fā)展的上調(diào)空間不大。


鈷資源較為緊缺,2016年以來鈷價(jià)持續(xù)上漲不斷壓縮鈷酸鋰產(chǎn)業(yè)鏈利潤(rùn)空間。由于鈷酸鋰在在更高電壓下的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,因此鈷酸鋰?yán)^續(xù)向高電壓發(fā)展要更深的技術(shù)積淀。目前鈷酸鋰重要應(yīng)用于3C領(lǐng)域,已經(jīng)存在某些小型鋰電領(lǐng)域如移動(dòng)電源上三元和鈷酸鋰混用的趨勢(shì)。鈷酸鋰?yán)碚摫热萘靠梢赃_(dá)到270mAh/g以上,目前已達(dá)到實(shí)際比容量在150mAh/g左右,未來隨著技術(shù)發(fā)展實(shí)際比容量可上漲空間較大。未來鈷酸鋰重要將朝著高電壓方向發(fā)展,將通過摻雜和表面包覆來提高高電壓下鈷酸鋰的性能。


錳酸鋰:成本優(yōu)勢(shì)明顯,高溫性能較差錳資源非常豐富,具有很大的成本優(yōu)勢(shì)。然而錳酸鋰?yán)碚摫热萘績(jī)H有不到150mAh/g,考慮到其能量密度和高溫性能,未來應(yīng)用受限,大多應(yīng)用在和其他材料摻雜使用的過程中。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

綜合來說,我們預(yù)計(jì)在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域,乘用車上三元材料的滲透率將不斷提升,考慮到安全性以及相關(guān)政策調(diào)整,客車上磷酸鐵鋰仍將在一段時(shí)間內(nèi)和三元材料分庭抗禮。小型鋰電領(lǐng)域,短時(shí)間內(nèi)鈷酸鋰和三元材料并行。鈷酸鋰在容量、電壓平臺(tái)和壓實(shí)密度等方面有較好的優(yōu)勢(shì),尤其是在體積能量密度方面優(yōu)勢(shì)較為突出,因此在智能手機(jī)等領(lǐng)域還有空間。但是在充電寶、平板電腦等產(chǎn)品中,NCM已經(jīng)有替代鈷酸鋰趨勢(shì)。同時(shí)考慮到鈷價(jià)上漲等因素,在3C產(chǎn)品領(lǐng)域,三元材料仍十分有潛力。


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