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锂电材料:三国割据,群雄逐鹿

作者: 来源:数字储能网 发布时间:2012-05-17 浏览:
     中国储能网:在锂电池行业重心从消费电子类锂电向动力型锂电池转移的过程中,正极材料领域的研究基本上分为三个阵营,即三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂三大类别。其中三元材料仍然采用金属钴元素,锰酸锂和磷酸铁锂则不含钴元素。由于金属钴我国储量较低,定价权在国外,另一方面结合环保等要求,目前动力锂电池行业内对锰酸锂和磷酸铁锂寄予的期望最高。我们重点分析锰酸锂和磷酸铁锂阵营。
 
    锰酸锂产品系列的优势在于资源丰富、价格低廉,目前价格仅为磷酸铁锂的1/3左右,同时由于发展时间长,生产工艺相对成熟,易于大批量生产,并且产品一致性控制相对容易,但是其循环性能差、储存过程容量衰减产生不可逆容量损失以及高温环境下循环性能差等问题限制了其应用。从锰酸锂化学特性来看,三价锰离子的歧化反应生成二价锰导致在负极沉积是储存性能差的主要原因。改进的方法主要是减少水分含量,加入金属铝等稳定锰酸锂尖晶石结构,生产单晶体为主的产品等方法。
 
    从实际改进效果来看,经过掺杂、单晶体生产工艺改进之后的锰酸锂循环性能与高温性能已经基本可以满足动力型锂电池的要求。可以预期,经过工艺改进高温性能之后,改性锰酸锂材料有望凭借成本优势加速向动力型锂电池市场渗透。
 
    磷酸铁锂材料凭借优秀的热稳定性和循环性能近年来吸引了大量的国内企业关注。从电池性能单项测试来看,根据行业内的权威数据,不管是循环性实验,还是验证电池安全性的穿刺、高温等破坏性实验,磷酸铁锂均表现出了较高的安全性能,但是从磷酸铁锂材料电池整体使用的角度来看,业界对安全性仍旧存在质疑,主要体现在两个方面:第一,从整体安全性角度来看,尽管其单项安全性实验表现突出,但是由于其在循环使用过程中不可避免的产生铁元素杂质,这些微量的铁元素杂质有可能导致在电池使用过程中起火(国外已经有使用A123公司材料的成品电动车在使用中起火的报道),这种难以避免的安全隐患难以克服;第二、由于目前的磷酸铁锂几乎都需要进行纳米化工艺加工,纳米级微粒加工过程的粒径均一化控制极难,导致产品均一性较差。同时,纳米化加工等复杂工艺使得成本下降空间有限,难以大范围推广。
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关键字:锂电 材料 储能电池

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