锂电池正极材料行业研究报告.pptx

,2017年,简版Copyright  xincailiao,锂电池正极材料行业研究报告,锂离子电池正极材料简介锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜等组成。正极材料是一种具有可逆地插入及脱出锂离子能力的嵌锂化合物，在锂电池中占有较大比例，性能直接影响着锂离子电池的性能，成本也直接决定了电池成本高低。,正极材料,负极材料,隔膜材料,电解液,Copyright xincailiao,较高的安全性放电电压平稳,较高的离子和电子电导率充放电时体积变化率小,较高的氧化还原电位理想的正极材料资源丰富制备工艺简单,锂离子电池对正极材料的要求苛刻 正极材料是动力锂电的核,心关键材料。 正极材料的能量密度高低与电动汽车的续航里程息息相关，其成本约占锂电池电芯成本的1/3。 开发出高能量密度、长寿命、高安全、低成本的正极材料对动力锂电、电动汽车的规模化商用至关重要。,Copyright xincailiao,锂离子电池正极材料优缺点对比,充放电稳定，工艺简单价格高，寿命短,钴酸锂,循环性能好钴元素价格高安全性高，便宜能量密度低，电解质相容性差安全性高，寿命长低温性能差,镍钴锰酸锂锰酸锂磷酸铁锂,镍钴铝酸锂,五大主流锂电池正极材料,Model S,丰田Prius日产Leaf比亚迪E6、日产Leaf、雪佛兰Volt和Fisker,Karma,特斯拉Roadster和Model S,主流车型正极材料选择,能量密度高，低温性能好高温性能差，安全性差，工艺复杂Copyright xincailiao,现状：钴酸锂电池的应用还是比较少的，小电池用钴锂的技术很成熟，但现在钴锂的成本太高，很多公司用锰锂来代替，有的全是锰理的。钴酸锂性能稳定，目前应用于手机等的技术最为成熟，但应用的最大缺点就是成本高，钴是比较稀缺的战略性金属；另外应用于动力电,锂离子电池正极材料结构表-层状锂钴氧化物,Tesla Roadster电动跑车动力系统,钴酸锂（LCO）钴酸锂，化学式为LiCoO2，是一种无机化合物，一般使用作锂离子电池的正电极材料。钴酸锂电池结构稳定、比容量高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高。用途：钴酸锂主要应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中，但也有特例，在特斯拉研发第一代产品时，它是唯一一家采用18650型钴酸锂离子电池的电动车制造商。钴酸锂,特斯拉使用的18650电池,池方面也有一定的难度。Copyright xincailiao,特点：镍钴锰三元材料是一种高容量的正极材料，比容量可以达到180mAh/g以上，安全性相对较好，价格相对较低，与电解液的相容,性好，循环性能优异，是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料，甚至有在大型动力领域应用的可能。现状：目前我国高镍三元材料电池产业化程度还不高，大部分企业仍处于开发或预产阶段，高端高镍三元材料还主要依赖进口。,锂镍氧,锂钴氧,锂锰氧,三元素系二元素系,正极材料磷酸铁锂系,三元正极材料体系,钴酸锂,上游：三元正极材料前驱体和相应的矿产资源（锂矿、钴矿、锰矿和镍矿）,下游：三元电芯、BMS 和PACK,中游：三元锂电正极材料、隔膜、电解液、负极材料三元锂电池产业链,镍钴锰酸锂（NCM）镍钴锰酸锂是典型的三元正极材料，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料制备而成，产品为黑色粉末，通式可用Li（NixCoyMnz）O2表示，镍钴锰的比例可以根据实际需要调节。镍钴锰酸锂主要应用于小型电池和动力电池。,Copyright xincailiao,一大应用体系。,锰酸锂（LMO）锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂LiMn2O4，是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料。相比其他正极材料，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，如果能解决其能量密度低和循环性能差的问题将是理想的动力电池正极材料。超级钴酸锂（星恒电源）现状：AESC、东芝、LEJ、日立与LG等日韩电池企业将锰酸锂电池广泛应用于新能源汽车上，其中日产LEAF截止2016年底累计销售35万辆。而得益于成本优势和性能的提升，锰酸锂已逐渐成为国内主流纯电动车型的另,Copyright xincailiao,储能设备电动工具类,轻型电,移动电源小型设备,应用领域,磷酸铁锂电池化学反应示意图,磷酸铁锂电池内部结构,磷酸铁锂（LFP）磷酸铁锂是一种新型锂离子电池电极材料。其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。世界各国正竞相实现产业化生产。其它小型电器,动车辆Copyright xincailiao,镍钴铝酸锂(NCA)镍钴铝酸锂材料的典型组成为LiNi0.8Co0.15Al0.05O2，综合了LiNiO2和LiCoO2的优点，不仅可逆比容量高，材料成本较低，同时掺铝后增强了材料的循环稳定性和安全性，进而提高了材料的结构稳定性和循环稳定性。镍钴铝酸锂材料是目前商业化正极材料中研究最热门的三元材料之一。NCA锂电池技术难点,特斯拉新型“2170”锂电池特斯拉第二款量产车型Model-S使用的是松下定制的镍钴铝三元正极材料电池。,NCA前驱体Ni0.8Co0.15Al0.05（OH）2制备工艺技术难度高，NCA火法烧结制备技术难度大；NCA需要纯氧气气氛，对生产设备的密封性要求较高，窑炉设备内部元件的抗氧化性要求很高；NCA对温湿度敏感性较强，需要生产环境湿度控制在10%以下，加大了生产和管理的成本。Copyright xincailiao,锂离子电池正极材料主流制备方法大比拼,高温固相法将几种固体盐通过混合、研磨后，高温煅烧得到材料的方法优点：工艺简单、易于实现工业化缺点：难以混合,均匀、材料颗粒,形貌不规则、粒径偏大,溶胶凝胶法将可溶性前驱体混合均匀，制成溶胶，随后凝胶化，然后干燥烧结成型优点：原料混合均匀、热处理温度低、工艺简单,缺点：合成周期长、工业化难度大,共沉淀法向可溶性原料中加入沉淀剂得到前驱体，通过干燥、煅烧得到材料优点：原料混合均匀、粒径可控、易于实现工业化,缺点：制备过程容易产生废水、前驱体设备利用,水热法利用高温高压水溶液，使那些在常规条件下不溶或难溶于水的物质反应生成材料的方法优点：制备步骤少、合成时间短,缺点：产品纯度低、设备要求高,率低Copyright xincailiao,锂离子电池正极材料主流生产工艺简图,原料2原料n,混合/搅拌,煅烧,混合分级,研磨检测,粉碎温控,包装粒度,检测筛分原料1,原料混合与研磨决定了材料均匀性煅烧工艺决定了材料性能粉碎筛分决定了材料振实密度,Copyright xincailiao,2005,2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013,2014,2015,LFP,LMO,LNO,NMC,LCO,全球锂离子电池正极材料市场快速增长过去10年，锂电正极材料行业保持了27%的复合增长率，2015年正极材料出货量达到17.4万吨。目前仍然以钴酸锂和三元材料为主，约占市场比例70%。近两年磷酸铁锂增长速度较快，主要得益于中国车用市场的快速发展。2005-2015年全球正极材料出货量200000150000100000500000,数据来源：ITIR/IEK AnalysisCopyright xincailiao,2013,2011,2012,2010,2014,2015,2016,产量（万吨）,同比增长,国内锂离子电池正极材料市场产销两旺2010年至2016年，我国锂电池正极材料产量从2.5万吨增长到16.16万吨，年复合增长率高达36.48%。而行业产值则从2010年的57亿元增长到2016年的208亿元，年复合增长率高达24.08%。2010年2016年我国锂离子电池正极材料产量及增速,数据来源：前瞻产业研究院Copyright xincailiao,国内十大锂离子电池正极材料厂商,湖南杉杉北大先行湖南瑞翔宁波金和北京当升厦门钨业天津巴莫河南科隆湖南长远深圳振华,Copyright xincailiao,国内锂离子电池正极材料厂商产能巨大,数据来源：中国电池网,据行业统计，2015 年全球正极材料产量为22.34 万吨，其中中国正极材料产量为 10.65万吨，占比高达 48%。,Copyright xincailiao,国内锂离子电池正极材料厂商技术含量低,数据来源：中国电池网,中国虽然有200多家正极材料生产企业，但技术含量低，产品同质化严重，国内正极材料厂商毛利率极低，普遍低于 10%。,Copyright xincailiao,3022,5,40,优美科日亚化学户田工业清美化学其它,国内锂离子电池正极材料厂商市场份额有待提高全球市场锂电池正极材料市场份额主要被比利时优美科、日本日亚化学和日本户田工业瓜分，国内企业急需通过技术创新与品质提升抢占市场。市场份额,3数据来源：工研院IEKITISCopyright xincailiao,国内锂电池正极材料市场展望,现状出路展望,市场规模增长迅速：年复合增长率高达24.08%；产能提升迅速：年复合增长率高达36.48%；产能与规模增速的背后：靠低价换市场，低水平同质化竞争严重提升品质才是占领市场的良药；技术研发才是屹立行业潮头的基石；基础研发才是市场搏杀的杀手锏；原料：降低原料成本，如卤水提锂新工艺；材料：新型锂电池正极材料研发，如不同正极材料纳米核壳结构，计算机辅助结构设计，新材料设计等Copyright xincailiao,官方微博,新材料在线版权声明,1.2.3.4.,本文仅代表作者本人观点，新材料在线对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或  完整性提供任何明示或暗示的保证。本报告内容及观点也不构成任何投资建议，报告中所引用信息均来自公开资料，请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。本文部分数据、图表或其他内容来源于网络或其他公开资料，版权归属原作者、原出处所有。任何涉及商业盈利目的均不得使用，否则产生的一切后果将由您自己承担。新材料在线尊重知识产权，本文作者引用部分数据仅为交流学习之用，所引用数据都标注了原文出处，个人或单位如认为本文存在侵权之内容，应及时与我们取得联系，收到信息后即及时给予处理。新材料在线力求数据严谨准确，但因时间和人力有限，文中数据难免有所纰漏，我们对文中数据、观点不做任何保证。如,1.2.,凡注明“新材料在线”的所有文字、图片、音视频资料、研究报告等信息版权均属新材料在线平台所有，转载或引用本网版权所有之内容须注明“转自（或引自）新材料在线”字样，并标明本网网址xincailiao 。本站信息仅供用于学习交流使用，对于不当转载或引用本网内容而引起的民事纷争、行政处理或其他损失，本网不承担,责任。新材料在线免责声明,官方微信,有重大失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们热忱欢迎新材料各界人士免费加入新材料在线平台，发表您的观点或见解。附则对【版权声明】和【免责声明】的解释权、修改权及更新权均属于 新材料在线所有。微信公众号：xincailiaozaixian新浪微博：新材料在线官微Email: servicexincailiao,