锂电池材料未来发展趋势会如何?

目前来看,新能源汽车与储能应用为锂电池提供了长期的需求,行业应用的迸发,基于性能和功能的稳定性,让锂电池仍然有很大的应用空间。

对于新能源汽车,尽管补贴在退坡,但是得益于续航里程的不断突破,以及驾乘体验的稳定进步,新能源汽车的渗透率也在不断提升,动力电池装机量仍然在增长;储能方面,风力发电与光伏发电的建设如火如荼,总发电量不断增长,但风光发电因其间歇性、周期性以及随机性的特点,会对电网整体安全性和供电稳定性造成威胁,因此需要配备储能系统,以解决店里的就地存储,在国家层面提升绿色能源的占比。

对比其他常见的二次电池,锂离子电池综合性能仍具备比较优势;

材料与化学体系的持续更新迭代,向“高能量密度”与“高性价比”发力;高能量密度代表着未来的发展方向,而高的性价比则意味着更快的商业化进展。

随着下游应用面不断开拓,市场对锂电池不断提出新的要求;主要体现在能量密度、安全性能、使用寿命、循环次数、高压快充匹配、材料经济性等方面。

锂离子电池:

正极材料:钴酸锂、锰酸锂、碳酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、三元材料;

电极液:溶剂、六氟磷酸锂;

负极材料:碳材料、钛酸锂、石墨材料、碳基材料;

隔膜包括:聚丙烯pp,聚乙烯pe;

其他的相关组成:导电剂、极耳、铜箔、铝箔等;

新材料的发展方向必然超着更具经济性、提升能量密度、短路保护、循环次数增加等方便发展;而适应这种发展的包括钠离子电池、符合集流体、高镍三元材料、硅基负片、补锂剂、硅基负片、磷酸锂铁锂、单晶三元材料、复合铜箔、粘接剂、导电炭黑、碳纳米管等。

高镍三元正极材料具有更高的能量密度和综合成本较低,是高端系能源汽车的理想选择;特斯拉4680电池的应用和宁德时代麒麟电池量产,高镍三元进入快速发展期,市场化需求也会越来越明显;

9系三元是当前8系的迭代演进,主要企业都在部署超高镍的研发和生产;比如国内的三元正极企业容百科技、当升科技、巴莫科技等;格林美对Ni90及以上的高镍产品销量也在稳步提升;

正极新材料富锂锰基尚且处在研发初期,产业化的问题尚且没有解决,除了头部企业catl等,有部分企业也进行了相关的研究与储备;

负极新材料硅碳负极,其中硅基材料的掺杂可以大幅提升电池负极的锂离子嵌入潜力,有效提升电池容量;

隔膜新材料包括涂覆改性膜,随着固态电池的研发和利用,涂覆一体化的布局将成为新的增长曲线;从颗粒到溶剂都有很多不同的生成方案;

尽管当前电池还在半固态阶段研究和应用,但未来固态电池一经推出必然带来更多的瓶颈突破,应用领域和材料也必然会发生更新的变化。


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