高鎳三元材料會成為動力鋰電材料發(fā)展的趨勢嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-14 16:34
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在“動力電池新材料創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”專場上，當(dāng)升科技董事、總經(jīng)理李建忠發(fā)表了“高鎳三元材料面臨的挑戰(zhàn)與對策”的精彩主題演講。
無論是政策導(dǎo)向、市場導(dǎo)向，還是技術(shù)演進方向，高鎳三元材料成為動力鋰電材料發(fā)展的必然趨勢。
國際方面，包括松下、AESC、SDI、LG等國際動力電池企業(yè)都在應(yīng)用和開發(fā)高鎳三元動力電池；國內(nèi)方面，CATL、比亞迪、力神、比克、鵬輝、捷威動力也在積極進軍和擴大高鎳三元的應(yīng)用。
“2018年下半年NCM811在圓柱形電池中獲得突破性進展，多家電池企業(yè)實現(xiàn)大批量應(yīng)用，預(yù)計2019年下半年，方形、軟包動力電池解決應(yīng)用難題，開始大批量應(yīng)用，預(yù)計在動力鋰電市場的份額將會進一步提升。”當(dāng)升科技董事、總經(jīng)理李建忠做出如此研判。
10月19日，高工鋰電(2018)國際鋰電池關(guān)鍵材料技術(shù)創(chuàng)新峰會接棒昨日(10月18日)精彩繼續(xù)。本次峰會由高工鋰電主辦，邀請了鋰電材料各個環(huán)節(jié)及動力電池企業(yè)超80位行業(yè)專家、技術(shù)領(lǐng)袖及超400位業(yè)內(nèi)人士就現(xiàn)階段動力電池核心材料的技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化升級等進行共同探討。
在“動力電池新材料創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”專場上，當(dāng)升科技董事、總經(jīng)理李建忠發(fā)表了“高鎳三元材料面臨的挑戰(zhàn)與對策”的精彩主題演講。
2017年全球高鎳三元材料，涵蓋NCM622/811和NCA，使用量約為4.8萬噸，車用占比66%；預(yù)計2018年全球高鎳材料使用量約為7.8萬噸，車用占比約70%。
一方面，高鎳三元材料需求占比的不斷提升，另一方面，材料企業(yè)也面臨著高鎳三元材料本征特性帶來的挑戰(zhàn)。
如充放電過程中，高鎳三元材料體積膨脹/收縮導(dǎo)致的顆粒粉化；表面劣化導(dǎo)致化學(xué)穩(wěn)定性差；晶格塌陷等；導(dǎo)致容量衰減、安全性變差。
針對于此，李建忠也提出了高鎳三元材料七大安全性改善方案：
1、提高強度。制備徑向結(jié)構(gòu)的高強度前驅(qū)體，優(yōu)化燒結(jié)工藝，制備高強度三元材料，抑制顆粒在充放電過程中的破裂粉化問題。
2、單晶化。制備單晶化三元材料，提高材料的壓實密度，降低材料的比表面積，改善電池的能量密度、高溫儲存、循環(huán)和安全壽命。
3、核殼結(jié)構(gòu)。在NCA基礎(chǔ)上包覆特殊材料，形成核殼結(jié)構(gòu)材料，容量基本保持，大幅改善循環(huán)、穩(wěn)定性。
4、摻雜改性。通過摻雜改性，穩(wěn)定材料晶體結(jié)構(gòu)，使其耐受高溫、高電壓、反復(fù)充放電引起的結(jié)構(gòu)畸變。
5、包覆改性。通過包覆改性穩(wěn)定材料表面結(jié)構(gòu)，減少Ni、Co、Mn溶出，改善高溫儲存、循環(huán)和安全性能。
6、NCM不僅要控制晶界及顆粒處的細微金屬異物，同時要去除產(chǎn)品顆粒間夾帶的大顆粒金屬異物。
7、固態(tài)鋰電池設(shè)計。固態(tài)鋰電采用固體電解質(zhì)，解決液態(tài)鋰離子電池的安全性問題。對于新能源汽車來說，當(dāng)電池容量衰減到初始容量的70%至80%就需要對電池進行更換。其中，電動乘用車電池的使用周期為4至6年，商用車的電池使用率更高，因此，使用壽命約為3至5年。由于新能源汽車大力推廣是從2013年以后開始，因此能夠推算出第一批電池更新?lián)Q代的時點將會在2018年左右，屆時動力電池的退役與更新有望迎來爆發(fā)式增長。
對于三元材料電池，常用的回收手段仍為拆解，其拆解產(chǎn)物鎳鈷鋰銅鋁等金屬具有較高的經(jīng)濟價值，一般用于動力電池的再制造。目前回收拆解市場相對分散，且在當(dāng)前退役的電池中，三元材料電池占比相對較低，但由于鎳、鈷等貴金屬仍然是上游產(chǎn)業(yè)的稀缺資源，因此，三元電池的拆解具有很大潛力。
