锂离子电池正极材料(几种锂电池正极材料的开发与比较)

锂正极材料市场与手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等电子消费品和电动车、电动工具、电动助力车、发电储能设备等能源动力产品一起，分为小型锂正极材料市场和动力锂正极材料市场。小型锂电池正极材料主要有钴酸锂、多元材料和锰酸锂，动力锂电池正极材料主要有锰酸锂、磷酸亚铁锂和多元材料。其中，电动汽车的发展为锂电池正极材料空的增长带来了巨大的市场，其在动力锂电池方面的应用将呈现爆发式增长。随着便携式电子产品(手机、笔记本)市场的逐渐成熟，未来这部分正极材料将趋于稳定。然而，随着电力和能源的快速发展，主要的市场增长取决于未来五年电动汽车的增长率。

1正极材料的市场规模和主要生产企业

对于锂电池材料行业来说，过去的增速大概在3%~5%左右，属于中等增长的行业。2009年由于笔记本电脑和手机等电池市场的日益成熟，以及钴等与正极材料相关的金属材料价格的上涨，2009年锂电池材料的全球市场销售值增长了16。2%，达到3。39亿美元，其中根据理工学院在展会上发布的2009-2013年锂电池材料全球市场规模预测数字。

随着便携式电子产品(手机、笔记本)市场的逐渐成熟，未来这部分正极材料将趋于稳定。然而，随着电力和能源的快速发展，主要的市场增长取决于未来五年电动汽车的增长率。预计锂电池正极材料市场将增长到2。由于电动汽车市场的增长数字持平，2013年的销售额为160亿美元。根据相关调查(2010'CIBF)，全球正极材料市场不能简单地用国内和国外来区分。总之，整个市场有逐渐向恒大靠拢的趋势。由于正极材料关系到电池质量，近年来，越来越多的知名电池厂商通过内部自制或向单一供应商采购的方式获得正极材料。2009年，全球锂电池正极材料生产企业前五名分别是:Umicore、Riya Chemical、Toda Industrial、BYD和AGCSeimi Chemical，其他正极材料生产企业包括日本化学工业、本庄化学、日本电气、郑桐化学工业和三菱化学约占37%。其中，Umicore陆续开辟新产能，在锂钴材料市场成功获得新客户。此外，由于SDI和LGC之间的供应关系，Umicore的整体市场份额已经超过日本，成为最大的制造商。家化在正极材料方面长期为三洋电机供货，最近开始投资三元市场。国内最大的用户和厂商比亚迪，基本都是自己制造，仅仅因为供应其下游产品，市场份额就在3%左右。从产销地区来看，2009年仍集中在亚洲，其中日本仍是最重要的正极材料产销国。虽然日本锂电池的制造和出口因生产成本高而逐年下滑，但截至目前，全球锂电池正极材料仍有近67%产自日本，中国和亚洲其他地区仅为19%和14%。至于销售地区的分布，日本仍然是销售地区比例最高的国家，其次是中国、其他亚洲地区、北美等地，因为下游的电池厂商仍然以日本企业为主。

动力2型锂离子电池正极材料的发展与比较

目前，就市场消费而言，钴酸锂仍是锂电池的主要正极材料。除了良好的结构稳定性和高能量密度外，这也是它首先用于便携式电子设备等小型电池领域的一个主要原因。为了提高这种便携式电子设备的电池容量并降低材料成本，期望提高便携式设备中三元材料的渗透性。此外，随着锂电池的相继爆炸，正极材料的研究重点转向安全开发。锰酸锂虽然容量低，但安全性高，这也使得其在大型锂电池或动力电池中的普及率逐年提高。至于磷酸铁锂，比锂锰系列具有更高的热稳定性，在成本考虑上比钴酸锂更有优势，这使得磷酸铁锂和锂锰系列在未来锂电池市场的应用备受期待。从全球市场份额分布和产区现状来看，虽然韩国和中国大陆厂商近年来积极投入正极材料制造，但在材料质量尚未得到电池厂商在业内的普遍信任之前，日本厂商仍将是全球锂电池正极材料的主要供应来源。从另一个角度来看，一种材料是否具有应用开发潜力？除了关注其优点，更重要的是材料是否存在根本性缺陷。镍钴锰酸锂三元材料由于钴资源匮乏，成本高，镍钴价格波动大，一般认为难以成为电动车用动力锂离子电池的主流，但可以在一定范围内与尖晶石锰酸锂混合使用。事实上，目前普遍选择磷酸亚铁锂作为动力锂离子电池的正极材料，政府、科研机构、企业甚至证券公司等市场分析人士都看好这种材料，并将其视为动力锂离子电池的发展方向。主要原因如下:首先，受美国R&D方向的影响，美国Valence和A123公司率先采用磷酸亚铁锂作为离子电池的正极材料。其次，国内还没有制备出具有良好高温循环和储存性能的动力锂离子电池用锰酸锂材料。然而，磷酸亚铁锂也存在不可忽视的根本性缺陷，主要受限于高温还原成单质铁的缺陷、振实密度、制造成本、知识产权等。因此，目前最有前景的动力锂离子电池正极材料主要有改性锰酸锂(LiMn 2 O 4)磷酸亚铁锂(LiFePO 4)和镍钴锰酸锂？Li(Ni，Co，Mn) O 2三元材料

3化理论

从R&D和锂离子电池生产的经验来看，日本是最早将锂离子电池商业化的国家，并一直占据着高端锂离子电池市场。虽然美国在一些基础研究上领先，但至今没有大规模的锂离子电池生产厂家，所以日本选择改性锰酸锂作为动力锂离子电池的正极材料更为合理。即使在美国，使用磷酸亚铁锂和锰酸锂作为动力锂离子电池正极材料的厂商也是各占一半，联邦政府同时支持这两个体系的研发。鉴于磷酸亚铁锂存在上述问题，很难在新能源汽车等领域广泛用作动力锂离子电池的正极材料。如果能解决锰酸锂在高温循环和储存性能差的问题，凭借其低成本和高倍率性能的优势，锰酸锂在动力锂离子电池中的应用将具有巨大的潜力。