第一節(jié) 鋰電池正極材料的簡介
鋰離子電池的主要構(gòu)成材料包括電解液、隔離材料、正負(fù)極材料等。正極材料占有較大比例(正負(fù)極材料的質(zhì)量比為3: 1~4:1),因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。(產(chǎn)業(yè) 規(guī)劃 )
第二節(jié) 鋰電池正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,鋰電池相關(guān)政策陸續(xù)出臺推動著產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)如雨后春筍般成立。鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等構(gòu)成,正極材料在鋰電池的總成本中占據(jù)40%以上的比例,并且正極材料的性能直接影響了鋰電池的各項性能指標(biāo),所以鋰電正極材料在鋰電池中占據(jù)核心地位。
目前已經(jīng)市場化的鋰電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等產(chǎn)品。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對電池新材料需求的不斷增加,再加上手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、汽車等產(chǎn)品對新型、高效、環(huán)保電池材料的強(qiáng)勁需求,我國電池新材料市場將不斷擴(kuò)大。鋰電池作為電池未來發(fā)展方向,其正極材料 市場發(fā)展 前景看好。同時,3G手機(jī)推廣和新能源汽車的大規(guī)模商業(yè)化都將為鋰電池正極材料帶來新機(jī)遇。
雖然鋰電池正極材料具有廣闊的市場,前景十分樂觀。但鋰電池正極材料還存在一定的技術(shù)瓶頸,尤其是它的電容量高與安全性能強(qiáng)的優(yōu)勢還未充分發(fā)揮出來。
實際上,在鋰電池正極材料領(lǐng)域,任何微小的技術(shù)革新都有可能掀起新一輪的市場拓展,我國企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對正極材料關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)攻關(guān),取得國際領(lǐng)先地位,增強(qiáng)核心競爭力,在國際競爭中取得優(yōu)勢。
第三節(jié) 鋰電池正極材料的優(yōu)勢
目前鋰電池能量密度低。首先,能量密度低,車重了,空間也小了,需要發(fā)現(xiàn)電池新材料。其次,電池續(xù)航能力差,聲稱續(xù)航達(dá)到100公里以上的都是指理想狀態(tài),實際路面續(xù)航都是60公里左右,如果在北京這樣的擁堵大城市,60公里不夠。第三個是安全性較差,這個問題尚存爭議,因為做電池的材料都不穩(wěn)定,的確容易爆炸。
鋰電池負(fù)極材料把握動力電池安全性命脈,在鋰離子電池負(fù)極材料中,除石墨化中間相碳微球(MCMB)、無定形碳、硅或錫類占據(jù)小部分市場份額外,天然石墨和人造石墨占據(jù)著90%以上的負(fù)極材料市場份額。在2011年的負(fù)極材料市場統(tǒng)計中顯示:負(fù)極材料的全球總產(chǎn)量應(yīng)用達(dá)到32000噸,相比去年同期增長28%,其中天然石墨和人造石墨負(fù)極材料兩者占據(jù)了89%的市場份額,而隨著這幾年由于電子產(chǎn)品的增速,特別是手機(jī)平板電腦領(lǐng)域里鋰離子電池應(yīng)用的增加,導(dǎo)致相應(yīng)的電池正負(fù)極材料這幾年產(chǎn)能迅猛上升,石墨負(fù)極材料從2009年到2011年連續(xù)三年的增速都達(dá)到25%以上。
2013年全球隔膜需求量可達(dá)5.63億平方米,為2011年市場容量的1.41倍,產(chǎn)值約17億美元。國內(nèi)隔離膜市場需求2011年約1.28億平方米。我國鋰電產(chǎn)品已經(jīng)占到全球約30%的市場份額。國內(nèi)隔離膜市場需求與鋰電市場同步增長。
目前國內(nèi)隔離膜用量80%依靠進(jìn)口,對國產(chǎn)隔離膜的需求還有很大的空間。國產(chǎn)隔離膜在國內(nèi)市場的占比將快速上升,2013年國產(chǎn)隔離膜在國內(nèi)市場的份額預(yù)計將超過30%,2015年將超過40%。
綜合來看,鋰離子電池正極材料的發(fā)展方向是磷酸鐵鋰。雖然國內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料的研發(fā)如火如荼,但缺乏原始創(chuàng)新技術(shù)。鋰離子電池負(fù)極材料未來有兩個發(fā)展方向——鈦酸鋰材料和硅基材料。國內(nèi)近年來開發(fā)的硅基材料基本能達(dá)到高比容量、高功率特性和長循環(huán)壽命的要求,但產(chǎn)業(yè)化還須突破工藝、成本和環(huán)境方面的制約。我國在鋰離子電池隔膜國產(chǎn)化方面已取得一定成績,但要實現(xiàn)高端產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)仍有較長的路要走。六氟磷酸鋰在鋰離子電池電解質(zhì)中占有絕對的市場優(yōu)勢,但我國基本上受制于日本技術(shù),自主研發(fā)實力薄弱。
第四節(jié) 鋰電池正極材料的 技術(shù)工藝
采用微波干燥新技術(shù)干燥鋰電池正極材料,解決了常規(guī)鋰電池正極材料干燥技術(shù)用時長,使資金周轉(zhuǎn)較慢,并且干燥不均勻,以及干燥深度不夠的問題
具體特點有:
1、 采用鋰電池正極材料微波干燥設(shè)備,快捷迅速,幾分鐘就能完成深度干燥,可使最終含水量達(dá)到千分之一以上
2、 采用微波干燥鋰電池正極材料,其干燥均勻,產(chǎn)品干燥品質(zhì)好。
3、 采用微波干燥鋰電池正極材料,其高效節(jié)能,安全環(huán)保。
4、 采用微波干燥電池正極材料,其無熱慣性,加熱的即時性易于控制。微波燒結(jié)鋰電池正極材料具有升溫速度快、能源利用率高、加熱效率高和安全衛(wèi)生無污染等特點,并能提高產(chǎn)品的均勻性和成品率,改善被燒結(jié)材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能。
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