龙源期刊?/p>
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高能量密度锂离子电池正极材料镍钴铝酸?/p>
(NCA)
技术及产业发展现状
作者:冯海?/p>
陈彦?/p>
刘亚?/p>
刘大?/p>
宋顺?/p>
来源:《新材料产业?/p>
2015
年第
09
?/p>
经历?/p>
50
多年来年度雾霾天数之最?/p>
2013
年和浓雾笼罩?/p>
6
亿人口的
2014
年,人们?/p>
目光集中?/p>
PM 2.5
这个环境污染的热门话题,而传统内燃机汽车排放的尾气是
PM2.5
的最?/p>
要来源,因此新能源电动汽车的发展已成为大势所趋;同时随着能源危机的日益加重,电动?/p>
车的开发和应用成为全球关注的焦点。基于此,世界上大部分国家如美、中、日、韩等国家提
供优惠政策和资金争相支持各自的相关企业全力开发电动汽车,以抢占市场先机。中国政府也
把电动汽车产业作为汽车产业转型升级而优先发展的战略性新兴产业,近几年,在中央和地方
政府电动汽车开发项目和购车补贴政策的鼓励下,我国的电动汽车迎来爆发性的增长?/p>
2014
年我国电动汽车销量达?/p>
7.48
万辆,同比增?/p>
3.2
倍,
2015
年上半年销量达
8.96
万辆,同?/p>
增长
2.6
倍。据有关部门预测,到
2020
年中国的电动汽车市场规模有望超过
500
万辆。因此电
动汽车市场将来必是一片火红的
?/p>
高粱?/p>
?/p>
?/p>
动力电池性能是决定电动汽车发展的限制性因素,现阶段由于动力电池续航能力不足、充
电速度慢、成本偏高等问题制约了电动汽车普及发展,这也是让很多消费者望而却步的主要?/p>
因,动力锂电的性价比在很大程度上影响了电动汽车的市场普及程度。正极材料是动力锂电?/p>
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,而且其成本约占锂
电池电芯成本?/p>
1/3
,所以开发出高能量密度、长寿命、高安全、低成本的正极材料对动力?/p>
电、电动汽车的规模化商用至关重要?/p>
目前国内外动力锂电正极材料技术路线主要有
3
个流派:磷酸铁锂派、锰酸锂派、三元派
〔镍钴铝酸锂?/p>
NCA
)和镍钴锰酸锂(
NCM
)〕。其中磷酸铁锂作为正极材料的电池充放?/p>
循环寿命长,但其缺点是能量密度、高低温性能、充放电倍率特性均存在较大差距,且生产?/p>
本较高,磷酸铁锂电池技术和应用已经遇到发展的瓶颈;锰酸锂电池能量密度低、高温下的循
环稳定性和存储性能较差,因而锰酸锂仅作为国际第
1
代动力锂电的正极材料;而多元材料因
具有综合性能和成本的双重优势日益被行业所关注和认同,逐步超越磷酸铁锂和锰酸锂成为?/p>
流的技术路线(见表
1
)。尤其是?/p>
2013
年异军突出的特斯拉(
Tesla
)电动汽车为代表,其
推出?/p>
Tesla Model S
续航里程可达
480km
,其圆柱型电芯所采用的正极材料为
NCA
(见?/p>
1
)。从电池能量密度和电动车续航里程来看,含镍(
Ni
)的三元系优势明显,特别是高
Ni
?/p>
元系?/p>
NCA
)材料制作的电池?/p>