鋰離子電池正極材料的工藝成本分析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-01 21:57
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鋰電池廠家解讀鋰離子電池正極材料工藝成本分析。負極材料是決定鋰電池性能的關(guān)鍵材料。負極的比容量和工作電壓直接決定了鋰電池的能量密度，鋰電池是最重要的電池材料之一。由于不同的石墨化環(huán)節(jié)和原料的口味和速率的不同，增加了電池廠的價格難度。通過對鋰離子電池正極材料的工藝成本分析、工藝創(chuàng)新優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)鏈整合，有進一步降低成本的空間。
鋰電池正極材料。JPG
鋰離子電池正極材料的工藝成本分析
鋰離子電池主要由四種材料組成:正極材料、負極材料、電解質(zhì)和膜。負極材料是鋰離子去包埋的載體。當(dāng)然，有很多材料可以作為鋰離子電池的正極材料，包括碳材料、碳化合物和非碳材料。碳材料中的石墨是應(yīng)用最廣泛的陰極材料，具有最穩(wěn)定的性能和良好的電解質(zhì)適應(yīng)性。
1. 正極(負極)材料:鋰離子電池的主要組成部分包括電解液、隔離材料、正極和負極材料等。正極材料所占比例較大(正極材料的質(zhì)量比為3:1 ~ 4:1)，正極材料的性能直接影響鋰離子電池的性能，其成本直接決定了電池的成本。
2. 陰極(陽極)材料:目前，鋰離子電池的負極材料研究較多，如碳材料、硅基材料、錫基材料、鈦酸鋰、過渡金屬氧化物等。但主要用于碳材料的工業(yè)化，石墨碳材料技術(shù)相對成熟，在安全性和循環(huán)壽命方面表現(xiàn)突出，而且便宜、無毒，是常用的陰極材料。而人工石墨通過氧化對天然石墨表面進行改性，提高石墨的電性能，是目前使用最普遍和負極量最大的材料。
目前國內(nèi)產(chǎn)品價格在6萬/噸到10萬/噸之間。日本產(chǎn)品的價格在10萬/噸到15萬/噸之間，銷往中國的價格在12萬/噸到20萬/噸之間。
3.電解液:在鋰離子電池的性能和穩(wěn)定性方面，電解液一直處于中心位置。鋰鹽是電解液生產(chǎn)的重點，幾乎被幾家日本企業(yè)壟斷。目前，國內(nèi)一些企業(yè)也聲稱生產(chǎn)用于鋰動力電池的電解液或鋰鹽，但能否批量用于動力電池仍存在疑問。然而，目前有很多上市公司在實施鋰離子電池電解液產(chǎn)業(yè)化工作。
目前日本產(chǎn)品國內(nèi)采購價格在35萬/噸到40萬/噸之間，但實際成本為10萬/噸。
4. 膜:鋰離子動力電池的膜是一種具有納米微孔的高分子功能材料，是電池的重要組成部分。它還有一個“滾燙”功能。膜片的性能決定了電池的接口結(jié)構(gòu)、電解質(zhì)的可維護性和電池的內(nèi)阻，進而影響電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度、安全性等關(guān)鍵指標(biāo)。雖然國內(nèi)一些制造商，包括一些上市公司，專注于研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，但鋰動力電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走。
目前日本產(chǎn)品國內(nèi)采購價格為20 ~ 55元/m2。然而，目前國內(nèi)進口的日本隔膜并不是日本的主流產(chǎn)品。
鋰離子電池正極材料的要求
陰極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應(yīng)用中通常需要滿足以下條件:
嵌入式鋰電勢低且穩(wěn)定，保證輸出電壓高;
允許更多的鋰離子可逆引爆，比容量更高;
在充放電過程中結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，循環(huán)壽命長;
(4)具有較高的電子導(dǎo)電性、離子導(dǎo)電性和較低的電荷轉(zhuǎn)移電阻，保證了較小的電壓極化和良好的倍增器性能;
(5)與電解質(zhì)形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證高庫侖效率;
