【行业】锂电新材料-新一代材料产业化放量在即(33页)
正极材料是决定电池性能的关键因素。锂电池的能量 E 等于平均工作电压 与质量(体积)比容量 的乘积,即 = ×Q 。因此,提高平均工作电压或者提高材料的质量(体积)比容量,是提高电池的能量密度两条根本途径。当前规模化应用的正极和负极材料均为插层型(Intercalation),石墨负极的容量已接近370mAh/g,而正极材料容量均小于 300mAh/g,故正极材料是当前锂电池能量密度提升的瓶颈,是影响电池性能的关键因素。
目前主流的正极材料是磷酸铁锂和三元。目前广泛应用的正极材料主要有层状、尖晶石和橄榄石三大体系,层状正极材料有钴酸锂、三元材料;尖晶石正极材料有锰酸锂;橄榄石正极材料有磷酸铁锂,其中,钴酸锂和锰酸锂主要应用于消费电子领域,磷酸铁锂和三元材料应用于电动车领域。从产量上看,磷酸铁锂具有安全性能高、成本低和循环寿命长等优势,但受制于低能量密度主要应用于中低端电车市场,占总产量比重约 60%;而三元材料凭借高能量密度最高,但安全性逊于磷酸铁锂,且价格较高,故主要应用于高端电车市场,占总产量比重约 30%。
磷酸锰铁锂(LMFP)兼顾磷酸铁锂和三元材料优点。目前磷酸铁锂和三元正极材料无法同时兼顾低成本、高安全性、长循环寿命和高能量密度,行业也在不停地探索新正极材料以期能同时兼顾这些优点。磷酸铁锂能量密度较低的主要原因是较低的电压平台(约 3.4V,而三元约 3.8V),掺杂过渡金属锰来改善磷酸铁锂的电压平台,以提高能量密度,同时保留低成本、高安全性、长循环寿命优势。


