正極材料 鋰電池之心

　　我們的手機里、手表里、平板電腦里，鋰電池?zé)o所不在。

　　這種在當(dāng)代被廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，據(jù)考證靈感最早來源于愛迪生。他曾使金屬鋰和二氧化錳發(fā)生作用，產(chǎn)生放電反應(yīng)。

　　經(jīng)過這么多年的技術(shù)發(fā)展和改進，今天，一顆合格鋰電池的基本組成包括外殼、正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液等。其中，正極材料對于鋰電池的能量密度、安全性、循環(huán)壽命等起著決定性作用，占鋰電池成本的40%，其技術(shù)發(fā)展也變得尤為關(guān)鍵。

　　目前，主流的正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元材料等。就能量密度、成本、安全性、熱穩(wěn)定性和循環(huán)壽命來看，上述主流正極材料的表現(xiàn)各有千秋，這也導(dǎo)致動力鋰電池正極材料技術(shù)路線出現(xiàn)分化。

　　但無論如何，對鋰電池而言，鈷金屬是必不可少的材料。

　　不過，金屬鈷一方面價格高昂，一方面存在毒性，無論技術(shù)領(lǐng)先的日韓企業(yè)還是國產(chǎn)電池廠商近年來都致力于電池“少鈷化”。

　　在這種趨勢下，以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料制備而成的鎳鈷錳酸鋰三元材料漸漸受到推崇。從化學(xué)性質(zhì)角度出發(fā)，三元材料屬于過度金屬氧化物，電池的能量密度較高。

　　盡管在三元材料中，鈷的作用仍不可缺少，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)通?？刂圃?0%左右，成本顯著下降。而且同時兼具鈷酸鋰和鎳酸鋰的優(yōu)點。

　　隨著近年來國內(nèi)外廠商不斷加碼生產(chǎn)，以三元材料為正極材料的鋰電池取代商用鈷酸鋰的趨勢已十分明顯。

松下曾在2010年向特斯拉投資3000萬美元，成為其股東之一。并且于2011年達成戰(zhàn)略協(xié)議，將負(fù)責(zé)特斯拉今后5年全部車輛的電池供應(yīng)。

　　電池行業(yè)人士告訴記者，鑒于特斯拉和松下在三元材料電池方面的合作，再加上特斯拉建設(shè)超級電池廠這一大手筆。未來，三元材料電池將進入一個全新的發(fā)展高峰。

　　值得注意的是，除了特斯拉MODEL S，有消息稱雪佛蘭Volt 沃藍(lán)達汽車采用的是LG化學(xué)提供的三元正極材料電池。電池保質(zhì)期達到8年，行程可達16萬公里左右。2011年，雪佛蘭Volt 沃藍(lán)達從位于上海金橋的通用汽車中國總部出發(fā)，途經(jīng)多種路況，完成了約248公里省道的不間斷行駛，也在一定程度上證明了這種電池高效的性能。

　　“雖然國內(nèi)電動車廠商（比如比亞迪）主流觀點仍是堅持采用磷酸鐵鋰（材料制造商如天津斯特蘭科技）電池，但也有部分電池廠商明顯踏上了追隨日韓企業(yè)的步伐，把重點對準(zhǔn)了三元材料。”有研究人士說。

　　可以預(yù)見，未來隨著電動汽車的普及，三元材料的需求量必將進一步上升。而且，三元材料還將在復(fù)合電池材料中占據(jù)一席之地，以更好地平衡成本和性能。

　　大到電動汽車，小到智能手機、可穿戴設(shè)備或者充電寶，這種新型技術(shù)都完全適用。