【正文】 聚合物 鉛酸 質量能量密度、體積能量密度、工作溫度范圍、自放電率、可靠性 質量能量密度、體積能量密度、自放電率 質量能量密度、體積能量密度、電壓輸出、自放電率 質量能量密度、體積能量密度、結構特點、自放電率 鎳鎘 更好的可循環(huán)性、電壓輸出、價格 質量能量密度、體積能量密度 質量能量密度、體積能量密度、電壓輸出、自放電率 質量能量密度、體積能量密度、結構特點、自放電率 鎳氫 更好的可循環(huán)型、電壓輸出、價格 工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、自放電率、可靠性 質量能量密度、體積能量密度、工作溫度范圍、自放電率、電壓輸出 質量能量密度、體積能量密度、結構特點、自放電率 鋰離子 傳統(tǒng)液態(tài) 更好的可循環(huán)性、安全、價格 工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、價格、安全 價格、安全、自放電率、重復循環(huán) 質量能量密度、體積能量密度、結構特點、安全、價格 聚合物 更好的可循環(huán)性 工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、價格 體積能量密度、更好的可循環(huán)性、價格 工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性 絕對優(yōu)勢 更好的可循環(huán)性、價格 工作溫度范圍、價格 體積能量密度 質量能量密度、體積能量密度、自放電率、結構特點 質量能量密度、體積能量密度、自放電率、電壓輸出、結構特點 資料來源：陳清泉、孫立清，電動汽車的現狀及發(fā)展趨勢，科技導報， 2022年 4月，第 23卷第 4期 鋰離子電池分類 鋰 離子 電 池 聚合物 鋰 離子 電 池 (LIP) 電解質為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導率低，適于高溫使用。鋰電池知識及生產流程 一、鋰電池基本知識 鋰離子電池的特點 ? 運用于汽車領域正成為一項核心技術 ? 優(yōu)點：重量輕、儲能大、功率大、無污染、也無二次污染、壽命長、自放電系數小、溫度適應范圍寬泛，是電動自行車、電動摩托車、電動小轎車、電動大貨車等較為理想的車用動力。 在固體聚合物電解質中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導率，使電池可在常溫下使用。 ? 優(yōu)勢 3： 在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高。 目前，鈷和鋰用量最大 。而 電池級碳酸鋰則由天齊鋰業(yè)、尼科國潤供應，其中天齊鋰業(yè)技術最成熟，是行業(yè)標準制定者，約占國內 60%的市場份額 ，并且有部分出口。 ? 產業(yè)主要分布在日本、韓國、中國和臺灣。 ? 由于臺灣廠商在全球 NB及手機等市場的極大影響力，帶動了國內鋰電池產業(yè)發(fā)展。 ? 鎳酸鋰電池安全性最差（過充易起火），高溫耐受度最低（高溫分解），合成難度最高。 常見正極材料性能比較 （按目前工藝） 正極材料 鈷酸 鋰 * 鎳鈷錳三元材料 錳酸鋰 磷酸鐵 鋰 * 材料結構 層狀氧化物 層狀氧化物 尖晶石 橄欖石 振實密度 (g/cm3) 比表面積 (m2/g） 1220 克容量 (mAh/g） 135145 155190 100120 130150 電壓平臺 (V) 循環(huán)次數 =300 =800 =500 =2022 過渡金屬 貧乏 貧乏 豐富 非常豐富 原料成 本 (USD/g) 很高 (2650) 高 (2240) 低廉 (1528) 低廉 (1528) 環(huán)保 含鈷 含鎳、鈷 無毒 無毒 安全性能 差，穩(wěn)定性低 較好 良好 優(yōu)秀 合成困難度 容易 難 難 中等 溫度耐受性 尚可， 20~55℃以 外 會 衰 退 尚可， 20~55℃以 外 會 衰 退 差，高于 50℃ 迅速衰退 極佳 （ 40~70℃仍正常使用） 適用領域 小電池 小電池 /小型動力電池 動力電池 動力電池 /超大容量電池 缺點 1. 材料成本高 2. 安全性低 安全性待加強 1. 高溫自放電 2. 循環(huán)壽命短 1. 導電度差 2. 體積大 正極材料 2022年市場預測 資料來源： IIT LIBrelated Study Program 0809 (March 2022) 注： LCO=鈷酸鋰， NMC= 鋰鈷鎳錳三元材料， LNO=鎳酸鋰， LMO=錳酸鋰， LFP=磷酸鐵鋰 圖 1：鋰離子電池正極材料平均價格變動趨勢 如圖 1 所示，幾乎沒有一家公司選用 LCO 作為汽車鋰離子電池正極材料。 09年預測正極材料總需求量為 30845噸，同比下降 16%。排名第四的田株式會社則采用 LNO作為主要產品。 ? 缺點：循環(huán)穩(wěn)定性差，不可逆容量較大，制備成本較高，尚未產業(yè)化。除石墨化中間相碳微球（ MCMB）、低端人造石墨占據小部分市場份額外，改性天然石墨正在取得越來越多的市場占有率。該公司年產 1800噸天然復合石墨、 1200噸人造石墨負極材料、 3000噸球形石墨、 5000噸天然微粉石墨和 600噸錳酸鋰正極材料，并正在不斷擴大生產規(guī)模。國內主要生產企業(yè)有國泰榮華、珠海賽緯電子、天津金牛、東莞杉杉等 10余家。目前市場被日本幾家企業(yè)壟斷。 ? 鋰離子電池電解液材料未來 ——高安全性、高環(huán)境適應性；主要發(fā)展將集中在： – 新型溶劑（工作溫度范圍拓寬）、 – 離子液體、新型鋰鹽（提高環(huán)境適應性）、 – 添加劑（阻燃、氧化還原穿梭、保護正負極成膜等）等方面， 與新型正、負極材料相匹配，提高安全性、功率和容量，最終安全方便地應用于電動車、儲能、航天以及更廣泛的領域。 ? 導電劑由瑞士特密高供應。同時，該材料無毒、無污染、安全性能好、可在高溫環(huán)境下使用、原材料來源廣泛等優(yōu)點，是目前電池界競相開發(fā)研究的熱點。這樣材料的密度低，做成電池的體積比容量低，只有 180Wh/L（鈷酸鋰可做到 400Wh/L以上），在小電池領域，同樣尺寸電池只有現有電池容量的一半不到。 穩(wěn)定性高。整個生產過程清潔無毒。 磷酸鐵鋰的缺點： 導電性差，目前可通過添加 C或其它導電劑得到解決。從消費便攜電子產品上看，磷酸鐵鋰沒有前途，在特定的電池領域使用較有優(yōu)勢，如動力電池。而且電解液也需重新開發(fā)適用的電解液體系，用現有的成熟電解液難發(fā)揮其性能。 磷酸鐵鋰產業(yè)的市場蛋糕大的超乎想象，正極材料最近三年的市場容量有上百億，三年后每年的市場容量將超過 100億元，并呈現不斷增長的趨勢，而電池更