介紹電池材料對電池成本和性能的影響
來源：寶鄂實業(yè)
2019-09-26 15:30
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鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等組成。在鋰電池成本構(gòu)成中,正極材料占19%,負(fù)極材料占9%,電解液占13%,隔膜占21%、其他材料(如銅箔、鋁箔等)約占38%。
電池的性能受所選化學(xué)材料的影響。目前,正極材料主要包括磷酸鐵鋰(LFP)、鎳鈷錳(NCM)、鎳鈷鋁(NCA)和錳酸鋰(LMO)等,負(fù)極材料主要是石墨、鈦酸鋰(LTO)等。與其他電池相比,NCM和NCA的主要優(yōu)勢在于具有更高的能量密度,而LFP則具有更高的循環(huán)壽命和安全性能。根據(jù)其各自的特點,目前NCM和NCA主要用在輕型車上,LFP主要用在客車上。
電池材料如何影響電池成本?國際能源署(IEA)發(fā)布的報告表示,目前電池每千瓦時的成本隨著能量密度和材料不同而變化。鎳鈷錳正極材料的能量密度與鎳的含量成正比。能量密度高則在一定量活性材料中存儲的能量多,在其它條件相同的情況下,這就降低了每單位能量的生產(chǎn)成本。例如,從NCM111到NCM622,鎳含量占比從1/3增加到60%,其成本可降低7%。不過,鎳含量的增加會使電池?zé)岱€(wěn)定性降低,所以在使用這些新材料獲得成本效益之前,必須克服這一挑戰(zhàn)。
此外,采用較少依賴于像鈷這樣昂貴的元素的電池化學(xué)材料,能夠節(jié)約成本,且降低對鈷價的敏感性。假如鈷的價格從每公斤80美元漲到120美元,將使NCM111的電池包成本增加9%,而NCM811只增加2.5%。
據(jù)報道,土耳其裔美國科學(xué)家Kevin Sahin發(fā)明了可以減少動力電池鈷含量的新技術(shù)——GEMX,這項電池技術(shù)能夠使電池鈷含量從目前普遍采用的20%配比大幅降低到4%。
