一.正极材料概览
锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质四大部分组成;其中正极材料是锂电池锂离子来源,直接决定电池的能量密度。
正极材料在充电时释放锂离子,嵌入负极材料的碳结构中,放电时锂离子从碳结构中析出,重新形成化合物从而释放电能。
正极材料主要分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料(镍钴锰酸锂等)。
目前锂电池主流正极材料为磷酸铁锂、三元材料(NCM/NCA):
(1)磷酸铁锂:安全性能好,循环寿命长,能量密度一般。
(2)三元材料:能量密度大,倍率性能高,但安全性、稳定性、循环寿命不如磷酸铁锂。
二.正极材料产业链
(1)上游为锂、钴、镍等金属原材料,结合导电剂、粘结剂制成前驱体。
(2)前驱体经过工艺合成后,制得正极材料。
(3)下游产品分为动力、消费、储能锂电池。
三. 固态电池正极材料
固态电池正极材料相较于传统锂电池变化较小,当前以高镍三元材料为主,未来发展方向主要为富锂锰基。
3.1 高镍三元材料
三元正极材料按照镍、钴、锰的比例,可以分为NCM333、NCM523、NCM622、NCM811、NCA等型号。
镍、钴、锰作为过渡金属元素可以任意比例混合:镍用于提升电池容量,锰用于提升电池安全性,钴用于提升电池的循环性能。
当前高镍三元材料为固态电池厂商主流选择,包括宁德时代、清陶能源、卫蓝新能源、辉能科技等。
(1)三元前驱体厂商包括:中伟股份、格林美、华友钴业、道氏技术。
(2)高镍三元材料厂商包括:当升科技、容百科技、杉杉股份、夏钨新能。
中伟股份:三元前驱体出货量全球第一,以高镍低钴三元前驱体、高电压四氧化三钴为技术路线。
杉杉股份:主营锂电池负极材料及偏光片,固态电池方面布局钴酸锂正极材料、三元材料、三元前驱体、硅基负极等。
3.2 富锂锰基材料
由于固态电解质能承受更高电压,因此在固态电池中使用较高电压平台的正极材料,可以获得更高的能量密度。
富锂锰基在高电压、高放电比容量具有先天优势,理论克容量可达 350mAh/g,电压平台可达4.5V,均显著高于传统正极材料。
此外,富锂锰基以锰元素为主,与高镍三元材料相比,成本更低、安全性更好。
固态电池厂商中,太蓝新能源的全固态锂金属电池
采用富锂锰基正极材料。
当升科技:三元正极材料市占率国内第二,自主研发超高镍无钴、富锂锰基等新型正极材料,供货卫蓝、清陶等固态电池厂商。
容百科技:高镍三元正极材料全球龙头厂商,布局高镍三元、固态电解质、富锂锰基,公司为卫蓝高镍三元正极第一供应商。
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