中国粉体网讯 锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。具体可分为正极材料、负极材料、电解液、隔膜等。
(一)正极材料
锂电池正极材料是其电化学性能的决定性因素,对电池的能量密度及安全性能起主导作用,且正极材料的成本占比也较高,占锂电池材料成本的30%-40%,因此正极材料是锂电池最为关键的材料。锂电池按照正极材料体系来划分,主要分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等技术路线。钴酸锂成本较高、寿命较短,主要应用于3C产品;锰酸锂能量密度较低、寿命较短但成本低,主要应用于专用车辆;磷酸铁锂寿命长、安全性好、成本低,主要应用于商用车;三元材料尤其是NCM能量密度高、循环性能好、寿命较长,主要应用于乘用车。目前三元锂电池和磷酸铁锂电池是行业主流路线,磷酸铁锂受益于电动汽车和储能市场的增长带动,将成为未来5年增长最快的正极材料。
(二)负极材料
负极材料是锂离子电池的重要组成部分。主要影响锂电池的容量、首次效率、循环性能等。负极材料由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状均匀涂抹在铜箔两侧,经干燥、滚压形成。负极材料在动力电池成本的占比约为5%~15%。
目前锂电池负极材料主要以人造石墨和天然石墨为主,发展趋势为向石墨负极中掺杂硅形成能量密度更高的硅基负极。现阶段,人造石墨为负极主流路线。硅基材料应用潜力较大,未来市场空间广阔。
(三)电解液
电解液是电池中离子传输的载体,具体是在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。锂电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。其中按其结构的不同,有机溶剂可以分为主要成分有六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、五氟化磷等。
目前我国锂电池电解液行业集中度较高,行业业务规模前三名集中度超60%。同时近几年我国锂离子电池电解液龙头企业不断投资建厂扩产,行业竞争格局稳定,集中度正在进一步提升。
(四)隔膜
锂电池隔膜是锂电池原材料之一。位于电池内部正负极之间,保证锂离子通过的同时,阻碍电子传输,是一种具有微孔结构的薄膜,是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用
锂膜的制造工艺分为干法和湿法,从隔膜产品结构来看,我国隔膜市场出货仍以湿法隔膜为主。湿法隔膜性能较高,厚度更薄,可提高锂电池能量密度。干法隔膜的核心优势在于成本更低,产线投资额低、单位能耗低,更适用于对成本敏感度高而对能量密度要求低的应用场景,譬如储能市场。
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