全球性的能源短缺、环境污染、气候变暖等问题正日益困扰着人类社会,“寻求绿色替代能源,实现可持续发展”已成为世界各国面临的共同课题。
由于电动车以及大型储能发展的需要,未来的电池必然会向高能量、高安全性及长寿命方向发展。为了使电池得到更好的性能,人们纷纷展开了对电池正极材料的研究。近日,在“苹果电池供应链”与“聚合物电池”专家会议上,专家经讨论得出的结论是,三元材料由于具有良好的各方性能,未来有望成为电池主流。
目前,常用的锂电池正极材料主要有:钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元材料四种。钴酸锂由于发展得早,而且价钱低,目前还占据*的市场份额。但是因为其具有安全性能差的缺点,近年来其市场份额也不断下跌。而锰酸锂由于高温性能差,也不适合用作车用动力电池。磷酸铁锂虽然被认为是目前*的车用电池正极材料,但是由于其能量密度较低,也造成了电动车续航里程不足的问题。
专家认为,相比较其他正极材料,三元材料具有产品一致性较好、循环性能好、能量密度较高、性价比高等优点,电池未来的市场必然属于三元材料。事实上,三元材料近年来已经得到了越来越多的厂家的青睐。从2007到2011年,三元材料产量已经保持了连续5年的快速增长,去年全国总产量已达8500吨。目前,奇瑞汽车已开始研究采用三元材料来生产车用电池。此外,数十家电池厂家均表示计划加大三元材料的使用量。
据悉,在多种电池正极材料中,目前只有三元材料能做到能量密度达180wh/kg的目标。而且一些厂家通过PE膜上涂陶瓷涂层,来提高隔膜的耐热性,也提升镍钴锰锂三元材料的安全性。目前,阻碍三元材料广泛应用的主要因素为成本高。据悉,现在一线品牌的磷酸铁锂材料是13万\吨,而三元材料是15万。但是三元材料近年来价格也在逐年下跌。此外,如果其得到更大规模的生产,成本也将得到更大幅度的下降。
三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,但是电压太低,用在手机上(手机截止电压一般在3.4V左右)会有明显的容量不足的感觉。
三元锂电池性能:
在容量与安全性方面比较均衡的材料,循环性能好于正常钴酸锂,前期由于技术原因其标称电压只有3.5-3.6V,在使用范围方面有所限制,但到目前,随着配方的不断改进和结构完善,电池的标称电压已达到3.7V,在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。