(10.123)--锂离子电池三元正极材料现状及发展趋势.pdf

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1、202117行业动态17Modern Chemical Research当代化工研究锂离子电池三元正极材料现状及发展趋势涂康安1,2（1.北京矿冶科技集团有限公司 北京 100160 2.江苏当升材料科技有限公司 江苏 226133）摘要：社会和科技不断进步的一个突出特征就在于动力材料和动力源泉在不断地完善和升级，锂离子电池作为新能源汽车研究的主要方向对于新能源汽车的应用普及和推广有着重要的影响。本篇文章也将目光集中于锂离子电池三元正极材料的研究现状和未来的发展方向，主要分析了三维正极材料的性能指标以及三元正极材料的应用现状和发展趋势，希望通过本篇文章的分析和探讨可以让更多人认识到锂离子电池三

2、元正极材料的重要性，并不断地优化完善和升级，进而推动新能源汽车的不断优化和完善，减少环境污染。关键词：锂离子；电池；新能源；三元正极；发展趋势中图分类号：TM 文献标识码：APresent Situation and Development Trend of Ternary Cathode Materials for Lithium-ion BatteriesTu Kangan1,2(1.Beijing Mining and Metallurgy Technology Group Co.,Ltd.,Beijing,1001602.Jiangsu Dangsheng Materials Tech

3、nology Co.,Ltd.,Jiangsu,226133)Abstract：A prominent feature of the continuous progress of society and science and technology is the continuous improvement and upgrading of power materials and power sources.As the main research direction of new energy vehicles,lithium-ion batteries have an important

4、impact on the popularization and promotion of new energy vehicles.This article also focuses on the research status and future development direction of ternary cathode materials for lithium-ion batteries,and mainly analyzes the performance index of three-dimensional cathode materials and the applicat

5、ion status and development trend of ternary cathode materials.It is hoped that through the analysis and discussion of this article,more people can realize the importance of ternary cathode materials for lithium-ion batteries,and constantly optimize and upgrade them,thus promoting the continuous opti

6、mization and improvement of new energy vehicles and reducing environmental pollution.Key words：lithium ion；battery；new energy；ternary positive electrode；development trends在现今时代随着教育的普及人们的普遍意识得到了进一步提升和发展，而医疗事业的发展和进步也决定了现阶段人口在持续不断地增加，人们逐渐认识到能源的危机，也明确了能源始终是有限的，如果想要保证人类更好的进步和发展，实现可持续的生存，首先就需要不断地优化和完善人们的社

7、会生产方式以及生活方式，减少对于能源的损耗也实现更好的进步和生存。同时人类生活质量和消费水平的不断提升让人们对于生存环境的关注更高，人们更希望在经济发展的同时与自然环境和谐相处，为此针对于新能源的开发和利用也引起了人们的重视，在各国都展开了程度较高的研究，希望通过新能源的开发和利用来实现能源的可持续发展，同时也希望通过新能源的使用和科技的开发升级既保障人们的生活需求，同时也维持人们的生存环境，而汽车作为人们日常生活和工作都离不开的一样重要的交通工具，对于新能源的应用更是引起了人们的广泛重视，锂离子电池对于新能源汽车的研究产生着至关重要的影响，作为新能源汽车的动力支撑一直以来人们对于锂离子电池也

8、给予了较高的关注。在锂离子电池当中正极材料尤为关键，现阶段锂离子电池的正极材料主要由LMO、LFP、NCM组成，而近几年来随着人们的研究深度不断提高，人们对于材料的认知能力和应用能力不断完善，人们也逐渐认识到了NCM材料的优势和特长，由镍钴锰酸锂三元正极材料，具备着较高的能量密度以及容量，而其中的镍、钴、锰等元素不同的排列方式也会产生不同的效果，所制作出的锂离子电池性能也不相同，在国内外不同的电池供应商所选用的正极材料也不相同。1.三元正极材料的性能指标现阶段应用程度相对较广的三元正极材料为镍钴锰三元正极材料，根据镍钴锰所制作出来的产品特征主要可以将镍钴锰三元正极材料根据微观形态的不同可以分为

9、团聚型三元正极材料和单晶型三元正极材料两种，单晶型三元正极材料的循环性和安全性相对较高，也受到了市场的认可和追捧，尤其近几年来，人们认知能力的不断提升，专业素养和专业能力也在飞速提高，对于单晶型产品的优势和特长认知也更加清晰，因此才近几年来该类型的产品在三元材料占比当中上升了一倍左右。镍钴锰三元正极材料根据其产品性能的区别可以分为常规型的镍钴锰三元正极材料、高倍率型镍钴锰三元正极材料以及高压实型镍钴锰三元正极材料和高电压型镍钴锰三元正极材料，即NCM523、NCM622和NCM811，不同的三元正极材料其内涵的化学成分，水分，磁性异物含量以及残余碱含量限额都不相同。NCM523三元正极材料内部

10、Li的含量比为7至7.8，Ni的含量为29.4至31.4，Co含量为11.2至13.2，Mn为16.1至18.1，NCM622三元正极材料内部Li的含量比为7至7.8，Ni的含量为35.3至37.3，Co含量为11.2至13.2，Mn为10.3至12.3，NCM811三元正极材料内部Li的含量比为7至7.8，Ni的万方数据202117行业动态18Modern Chemical Research当代化工研究含量为47.6至51.3，Co含量为3.0至9.7，Mn为2.8至9.1，不同元素的锂电池正极三原材料对于锂电池功能的影响相对较大。而在正极材料正式应用于实践操作的过程当中，设备磨损或者环境也

11、会产生相对应的杂质对于正极材料中的各种元素产生影响，进而出现各种问题，为了有效地减少问题的出现提高生产质量和生产效率避免安全隐患，就需要对Fe、Cu、Zn等元素严加把控。以保障锂电子电池的工作效率和工作质量。2.三元正极材料的现状分析自2016年起我国对于三元正极材料的认知和开发程度越来越高，与之相对应的生产厂家也越来越多。根据相关统计可以看出2018年锂离子电池三元正极材料的产量相较于以往增长了15%以上，从2016年开始到2018年三元正极材料进入了迅猛发展的时期，与之相对应的企业也逐渐形成了规模，但是自2019年开始我国发布了关于进一步完善新能源汽车推广的相关财政补贴通告，在补贴通告中提

12、出了2019年的补贴标准相较于2018年会减少一半左右，在这样的情况下相关企业缺乏财政补贴所获利润也会进一步降低，企业的运营成本、研究成本又相对较高。在这样的情况下对于三元正极材料的研究发展产出也有所下降。据相关统计发现2019年利用三元正极材料制定的锂离子电池以其为能源的汽车产出下降了接近40%，尽管新能源汽车的产出下降了，但是销量却有所增加，因为人们对于环境保护的意识越来越高，新能源汽车被广泛人民群众所钟爱，在这样的情况下新能源汽车的市场一片大好，但尽管如此因为缺乏财政补贴,后期在财政补贴减免了一半左右的情况下尽管销量有所提升但却难以有效地维持以往的大规模生产和大规模研究。据相关统计发现2

13、019年新能源汽车的销量相较于以往会提高10%左右，从数据就可以看出10%与50%相差甚远，这也让锂离子电池三元正极材料的研究不如以往三年势头迅猛，相对应的电池生产企业对于锂离子电池的产出也逐渐降低，在这样的情况下锂离子电池的生产销售也逐渐地迈入了恶性循环，三元正极材料的生产越来越少，对于三元正极材料的研究和重视也越来越低，让三元正极材料的发展、生产、推广和普及面临着一定的困境。3.三元正极材料的未来发展方向自2019年开始因为国家相关的补贴政策发生转变，导致了新能源汽车的产出逐渐降低，同时也因为政策补贴的相对减少让相关企业在新能源汽车产能获得的利润也逐渐减少，在这样的情况下导致了三元正极材料

14、的研究、应用、普及和推广陷入了近乎停滞的状态，同时自2019年开始我国的经济发展也进入了蓬勃发展的时期，在这个时期内市场经济获得了飞速的提升和发展，同时也是在这个时期内同行企业在市场当中越来越多的出现，这也就导致了企业的市场竞争压力越来越大。为了保障企业的生存和发展，进而推动企业的不断进步和规模的扩张，相关企业领导人不得不延缓对于新能源汽车的研究和发展，以经济利益获取为重要的目标，转变经济发展策略以实现资本积累和规模扩张。在这样的情况下新能源汽车的发展和进步面临着一定的困境，但从市场的销量我们可以看出三元正极材料所制作的锂电池对应的新能源汽车受到了人们的广泛认可，人们意识的提升和对于生态环境的

15、重视也更加倡导对于新能源的应用来减少对于环境的污染，以达到人与自然和谐共处的目的。一个企业的运营和发展以及企业战略目标的制定和战略决策的制定从很大程度上受到市场受众的影响，只有受众认可企业的运营和发展才有保障，而从市场销量我们可以看出近几年来新能源汽车的受众在不断增加。人们对于新能源汽车也给予了较高的认可态度，尽管财政补贴减半，但企业可以通过内部的升级和完善来实现成本节缩扩大利润空间，进而实现可持续发展。企业在针对于三元正极材料的研究过程当中可以着重与技术升级和完善上，通过技术的升级和完善来减少对于相关资源的利用率，通过资源的节约来降低生产成本，同时通过生产技术的完善和升级，也可以更好地提高产

16、品的竞争力，提高三元正极材料所制定的锂离子锂电池的综合性能，以此来不断地拓宽受众范围，让更多的受众发现和认可三元正极材料制定的锂离子电池。针对于企业产品质量、效率、性能三方面的提升，企业可以从生产的技术入手，不断地优化单进行的镍钴锰三元正极材料到生产和使用，提高镍钴锰三元正极材料的密度和容量。进而形成自身的市场竞争力，建立市场竞争优势，打开市场份额，其次企业应当加强对于镍钴锰三元正极材料锂离子电池安全性的研究，减少分化、裂化的问题出现，以此来保障生产的安全性和使用的安全性，最后需要降低相对应的产品生产成本。据相关统计我们可以发现，在新能源汽车生产的过程当中，电池所占的成本在所有成本当中占据着4

17、0%，而对于电池的研究和生产成本有30%左右集中于正极材料。为此企业可以通过不断地研究完善和升级来减少正极材料生产的成本以此来拓宽企业的盈利空间，实现企业的可持续发展。4.结束语经济的飞速发展和人们认识的不断提升让人们对于新能源的认知程度不断提高，在这样的情况下人们更加倾向对于新能源的使用和开发，以此来保障人们的生活质量和生活环境，在达到人们生活需求的同时与自然和谐相处共同进步，而锂离子锂电池三元正极材料的应用和开发对于新能源使用和新能源汽车的推广和普及有着至关重要的影响，近几年来对于三元正极材料的研究进入了停滞状态，但是从市场受众的不断扩大我们可以看出，人们对于新能源汽车的认可程度是相对较高

18、的。为此企业可以通过不断地优化和升级生产技术和生产手段来提高资源的利用效率，减少企业的生产成本，扩大企业的利润空间，以此来推动新能源汽车的普及和推广。【参考文献 1李磊,许燕.锂离子动力电池发展现状及趋势分析J.中国锰业,2020,38(05):9-13+21.2李凌云.中国新能源汽车用锂电池产业现状及发展趋势J.电源技术,2020,44(04):628-630.3宋刘斌,唐福利,肖忠良,李灵均,曹忠,胡超明,刘姣,李新宇.含导电聚苯胺类锂离子电池复合材料的现状及发展趋势J.化工学报,2017,68(07):2631-2640.4谢燕婷,唐甜甜,裴军,谭天,樊培伟,孙瑞丰.锂离子电池正极材料专利申请现状及其发展趋势J.中国发明与专利,2012(01):44-49.【作者简献 涂康安（1990-），男，汉族，贵州人，本科，初级工程师，北京矿冶科技集团有限公司，江苏当升材料科技有限公司；研究方向：新能源锂电材料。万方数据