【行業】三元路線主導,高鎳化大勢所趨(30頁)

正極材料是鋰電池產業鏈的重要上游環節。鋰電池產業鏈上游大致可分為正極材料、負極材料、隔膜、電解液四個主要部分。其中正極材料是其電化學性能的決定性因素,對電池的能量密度及安全性能起主導作用,且正極材料的成本占比也較高,占鋰電池材料成本的30%-40%,因此正極材料是鋰電池最為關鍵的材料。從產業鏈看,正極材料上游包括金屬礦(鈷礦、鎳礦、錳礦、鋰礦)原材料,下游為動力電池、3C電池和儲能等領域的應用。

當前鋰電池的正極材料體系主要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等多種技術路線,作為對比,成本、能量密度、安全性為核心指標。鈷酸鋰作為第一代商品化的鋰電池正極材料,具有振實密度大、充放電穩定、工作電壓高的優勢,在小型電池中應用廣泛。但鈷酸鋰成本高、循環性和安全性較差;錳酸鋰比容量較低、循環性能特別是高溫循環性能使其應用受到了較大的限制;磷酸鐵鋰價格較低、環境友好、安全性和高溫性能較好,但能量密度較低、低溫性能較差;三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優點,存在明顯的三元協同效應,能量密度更高,但成本較高,安全性要求更高。三元材料因突出的單體能量密度,能極大程度提升續航里程,是目前乘用車動力電池的主要正極材料。

高鎳正極能量密度高,具備里程優勢。三元材料中,Ni/Co/Mn 是過渡金屬元素,形成固溶體,原子可任意比例混排;Ni 上升會提升容量;Mn4+呈電化學惰性,主要起穩定結構的作用,Mn 含量上升會提升釋氧溫度,保障安全性;Co 既能穩定材料的層狀結構,又能減小陽離子混排,有利于電池循環性能。目前電池能量密度方面 NCA>NCM811>NCM622>NCM523,隨著能量密度的提升,整車里程焦慮不斷改善。另外單位 Wh 的電池成本也將進一步改善。

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