鋰離子電池三元正極材料現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

＊涂康安

（1.北京礦冶科技集團(tuán)有限公司 北京 100160 2.江蘇當(dāng)升材料科技有限公司 江蘇 226133）

在現(xiàn)今時(shí)代隨著教育的普及人們的普遍意識(shí)得到了進(jìn)一步提升和發(fā)展，而醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步也決定了現(xiàn)階段人口在持續(xù)不斷地增加，人們逐漸認(rèn)識(shí)到能源的危機(jī)，也明確了能源始終是有限的，如果想要保證人類更好的進(jìn)步和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的生存，首先就需要不斷地優(yōu)化和完善人們的社會(huì)生產(chǎn)方式以及生活方式，減少對(duì)于能源的損耗也實(shí)現(xiàn)更好的進(jìn)步和生存。

同時(shí)人類生活質(zhì)量和消費(fèi)水平的不斷提升讓人們對(duì)于生存環(huán)境的關(guān)注更高，人們更希望在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)與自然環(huán)境和諧相處，為此針對(duì)于新能源的開發(fā)和利用也引起了人們的重視，在各國都展開了程度較高的研究，希望通過新能源的開發(fā)和利用來實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也希望通過新能源的使用和科技的開發(fā)升級(jí)既保障人們的生活需求，同時(shí)也維持人們的生存環(huán)境，而汽車作為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞫茧x不開的一樣重要的交通工具，對(duì)于新能源的應(yīng)用更是引起了人們的廣泛重視，鋰離子電池對(duì)于新能源汽車的研究產(chǎn)生著至關(guān)重要的影響，作為新能源汽車的動(dòng)力支撐一直以來人們對(duì)于鋰離子電池也給予了較高的關(guān)注。

在鋰離子電池當(dāng)中正極材料尤為關(guān)鍵，現(xiàn)階段鋰離子電池的正極材料主要由LMO、LFP、NCM組成，而近幾年來隨著人們的研究深度不斷提高，人們對(duì)于材料的認(rèn)知能力和應(yīng)用能力不斷完善，人們也逐漸認(rèn)識(shí)到了NCM材料的優(yōu)勢(shì)和特長，由鎳鈷錳酸鋰三元正極材料，具備著較高的能量密度以及容量，而其中的鎳、鈷、錳等元素不同的排列方式也會(huì)產(chǎn)生不同的效果，所制作出的鋰離子電池性能也不相同，在國內(nèi)外不同的電池供應(yīng)商所選用的正極材料也不相同。

1.三元正極材料的性能指標(biāo)

現(xiàn)階段應(yīng)用程度相對(duì)較廣的三元正極材料為鎳鈷錳三元正極材料，根據(jù)鎳鈷錳所制作出來的產(chǎn)品特征主要可以將鎳鈷錳三元正極材料根據(jù)微觀形態(tài)的不同可以分為團(tuán)聚型三元正極材料和單晶型三元正極材料兩種，單晶型三元正極材料的循環(huán)性和安全性相對(duì)較高，也受到了市場(chǎng)的認(rèn)可和追捧，尤其近幾年來，人們認(rèn)知能力的不斷提升，專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)能力也在飛速提高，對(duì)于單晶型產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)和特長認(rèn)知也更加清晰，因此才近幾年來該類型的產(chǎn)品在三元材料占比當(dāng)中上升了一倍左右。

鎳鈷錳三元正極材料根據(jù)其產(chǎn)品性能的區(qū)別可以分為常規(guī)型的鎳鈷錳三元正極材料、高倍率型鎳鈷錳三元正極材料以及高壓實(shí)型鎳鈷錳三元正極材料和高電壓型鎳鈷錳三元正極材料，即NCM523、NCM622和NCM811，不同的三元正極材料其內(nèi)涵的化學(xué)成分，水分，磁性異物含量以及殘余堿含量限額都不相同。NCM523三元正極材料內(nèi)部Li的含量比為7至7.8，Ni的含量為29.4至31.4，Co含量為11.2至13.2，Mn為16.1至18.1，NCM622三元正極材料內(nèi)部Li的含量比為7至7.8，Ni的含量為35.3至37.3，Co含量為11.2至13.2，Mn為10.3至12.3，NCM811三元正極材料內(nèi)部Li的含量比為7至7.8，Ni的含量為47.6至51.3，Co含量為3.0至9.7，Mn為2.8至9.1，不同元素的鋰電池正極三原材料對(duì)于鋰電池功能的影響相對(duì)較大。而在正極材料正式應(yīng)用于實(shí)踐操作的過程當(dāng)中，設(shè)備磨損或者環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的雜質(zhì)對(duì)于正極材料中的各種元素產(chǎn)生影響，進(jìn)而出現(xiàn)各種問題，為了有效地減少問題的出現(xiàn)提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率避免安全隱患，就需要對(duì)Fe、Cu、Zn等元素嚴(yán)加把控。以保障鋰電子電池的工作效率和工作質(zhì)量。

2.三元正極材料的現(xiàn)狀分析

自2016年起我國對(duì)于三元正極材料的認(rèn)知和開發(fā)程度越來越高，與之相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)廠家也越來越多。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)可以看出2018年鋰離子電池三元正極材料的產(chǎn)量相較于以往增長了15%以上，從2016年開始到2018年三元正極材料進(jìn)入了迅猛發(fā)展的時(shí)期，與之相對(duì)應(yīng)的企業(yè)也逐漸形成了規(guī)模，但是自2019年開始我國發(fā)布了關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣的相關(guān)財(cái)政補(bǔ)貼通告，在補(bǔ)貼通告中提出了2019年的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)相較于2018年會(huì)減少一半左右，在這樣的情況下相關(guān)企業(yè)缺乏財(cái)政補(bǔ)貼所獲利潤也會(huì)進(jìn)一步降低，企業(yè)的運(yùn)營成本、研究成本又相對(duì)較高。在這樣的情況下對(duì)于三元正極材料的研究發(fā)展產(chǎn)出也有所下降。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)2019年利用三元正極材料制定的鋰離子電池以其為能源的汽車產(chǎn)出下降了接近40%，盡管新能源汽車的產(chǎn)出下降了，但是銷量卻有所增加，因?yàn)槿藗儗?duì)于環(huán)境保護(hù)的意識(shí)越來越高，新能源汽車被廣泛人民群眾所鐘愛，在這樣的情況下新能源汽車的市場(chǎng)一片大好，但盡管如此因?yàn)槿狈ω?cái)政補(bǔ)貼,后期在財(cái)政補(bǔ)貼減免了一半左右的情況下盡管銷量有所提升但卻難以有效地維持以往的大規(guī)模生產(chǎn)和大規(guī)模研究。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)2019年新能源汽車的銷量相較于以往會(huì)提高10%左右，從數(shù)據(jù)就可以看出10%與50%相差甚遠(yuǎn)，這也讓鋰離子電池三元正極材料的研究不如以往三年勢(shì)頭迅猛，相對(duì)應(yīng)的電池生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于鋰離子電池的產(chǎn)出也逐漸降低，在這樣的情況下鋰離子電池的生產(chǎn)銷售也逐漸地邁入了惡性循環(huán)，三元正極材料的生產(chǎn)越來越少，對(duì)于三元正極材料的研究和重視也越來越低，讓三元正極材料的發(fā)展、生產(chǎn)、推廣和普及面臨著一定的困境。

3.三元正極材料的未來發(fā)展方向

自2019年開始因?yàn)閲蚁嚓P(guān)的補(bǔ)貼政策發(fā)生轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致了新能源汽車的產(chǎn)出逐漸降低，同時(shí)也因?yàn)檎哐a(bǔ)貼的相對(duì)減少讓相關(guān)企業(yè)在新能源汽車產(chǎn)能獲得的利潤也逐漸減少，在這樣的情況下導(dǎo)致了三元正極材料的研究、應(yīng)用、普及和推廣陷入了近乎停滯的狀態(tài)，同時(shí)自2019年開始我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時(shí)期，在這個(gè)時(shí)期內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)獲得了飛速的提升和發(fā)展，同時(shí)也是在這個(gè)時(shí)期內(nèi)同行企業(yè)在市場(chǎng)當(dāng)中越來越多的出現(xiàn)，這也就導(dǎo)致了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力越來越大。為了保障企業(yè)的生存和發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)企業(yè)的不斷進(jìn)步和規(guī)模的擴(kuò)張，相關(guān)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人不得不延緩對(duì)于新能源汽車的研究和發(fā)展，以經(jīng)濟(jì)利益獲取為重要的目標(biāo)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展策略以實(shí)現(xiàn)資本積累和規(guī)模擴(kuò)張。在這樣的情況下新能源汽車的發(fā)展和進(jìn)步面臨著一定的困境，但從市場(chǎng)的銷量我們可以看出三元正極材料所制作的鋰電池對(duì)應(yīng)的新能源汽車受到了人們的廣泛認(rèn)可，人們意識(shí)的提升和對(duì)于生態(tài)環(huán)境的重視也更加倡導(dǎo)對(duì)于新能源的應(yīng)用來減少對(duì)于環(huán)境的污染，以達(dá)到人與自然和諧共處的目的。

一個(gè)企業(yè)的運(yùn)營和發(fā)展以及企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的制定和戰(zhàn)略決策的制定從很大程度上受到市場(chǎng)受眾的影響，只有受眾認(rèn)可企業(yè)的運(yùn)營和發(fā)展才有保障，而從市場(chǎng)銷量我們可以看出近幾年來新能源汽車的受眾在不斷增加。人們對(duì)于新能源汽車也給予了較高的認(rèn)可態(tài)度，盡管財(cái)政補(bǔ)貼減半，但企業(yè)可以通過內(nèi)部的升級(jí)和完善來實(shí)現(xiàn)成本節(jié)縮擴(kuò)大利潤空間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

企業(yè)在針對(duì)于三元正極材料的研究過程當(dāng)中可以著重與技術(shù)升級(jí)和完善上，通過技術(shù)的升級(jí)和完善來減少對(duì)于相關(guān)資源的利用率，通過資源的節(jié)約來降低生產(chǎn)成本，同時(shí)通過生產(chǎn)技術(shù)的完善和升級(jí)，也可以更好地提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，提高三元正極材料所制定的鋰離子鋰電池的綜合性能，以此來不斷地拓寬受眾范圍，讓更多的受眾發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可三元正極材料制定的鋰離子電池。

針對(duì)于企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效率、性能三方面的提升，企業(yè)可以從生產(chǎn)的技術(shù)入手，不斷地優(yōu)化單進(jìn)行的鎳鈷錳三元正極材料到生產(chǎn)和使用，提高鎳鈷錳三元正極材料的密度和容量。進(jìn)而形成自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，建立市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，打開市場(chǎng)份額，其次企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于鎳鈷錳三元正極材料鋰離子電池安全性的研究，減少分化、裂化的問題出現(xiàn)，以此來保障生產(chǎn)的安全性和使用的安全性，最后需要降低相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)成本。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)我們可以發(fā)現(xiàn)，在新能源汽車生產(chǎn)的過程當(dāng)中，電池所占的成本在所有成本當(dāng)中占據(jù)著40%，而對(duì)于電池的研究和生產(chǎn)成本有30%左右集中于正極材料。為此企業(yè)可以通過不斷地研究完善和升級(jí)來減少正極材料生產(chǎn)的成本以此來拓寬企業(yè)的盈利空間，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.結(jié)束語

經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人們認(rèn)識(shí)的不斷提升讓人們對(duì)于新能源的認(rèn)知程度不斷提高，在這樣的情況下人們更加傾向?qū)τ谛履茉吹氖褂煤烷_發(fā)，以此來保障人們的生活質(zhì)量和生活環(huán)境，在達(dá)到人們生活需求的同時(shí)與自然和諧相處共同進(jìn)步，而鋰離子鋰電池三元正極材料的應(yīng)用和開發(fā)對(duì)于新能源使用和新能源汽車的推廣和普及有著至關(guān)重要的影響，近幾年來對(duì)于三元正極材料的研究進(jìn)入了停滯狀態(tài)，但是從市場(chǎng)受眾的不斷擴(kuò)大我們可以看出，人們對(duì)于新能源汽車的認(rèn)可程度是相對(duì)較高的。為此企業(yè)可以通過不斷地優(yōu)化和升級(jí)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)手段來提高資源的利用效率，減少企業(yè)的生產(chǎn)成本，擴(kuò)大企業(yè)的利潤空間，以此來推動(dòng)新能源汽車的普及和推廣。