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2025-01-13 81 新能源及电力行业报告
根据 2022 年 5 月动力电池产量和装机量数据,三元电池行业景气度明显修复。 国内三元、铁锂电池产量分别为 16.3、19.2 GWh,分别环比增长 58.2%、3.3%; 装车量分别为 8.3、10.2 GWh,分别环比增长 90.3%、15.1%。5 月,三元电池 产量、装机量占比 45.8%、44.7%,环比均提升超过 10 个百分点。 三元电池行业景气度逐渐修复,正极材料升级需求随之增加。高镍化与高电压化 为锂电三元材料升级的两种主要路径,服务于动力电池的续航里程。其中,高电 压正极以中镍三元材料为基础,通过提高其电压平台实现更多锂脱出,从而实现 更高比容量和平均放电电压,提供了高能量密度、低成本的综合解决方案。高电压三元正极与高镍三元正极、传统三元正极相比,分别具有两大优点: 1、高能量密度:相较传统三元正极,高电压技术通过提高三元正极电压平台实 现更多锂脱出,从而实现更高比容量和平均放电电压,最终提高电池能量密度。
成本优势:高电压正极以中镍三元材料为出发,原材料使用部分碳酸锂,生 产条件温和,无需氧含量、湿度精确控制,成本方面相较高镍正极具有优势。高电压下,由于锂离子大量脱出,三元正极材料面临着晶体结构稳定性差、离子 混排、不可逆相变等一系列问题,造成电池循环寿命短、热稳定性低、电解液消 耗等宏观电池失效行为。 主要存在的问题有 Li/Ni 原子混排、不可逆相变、电解液在高电压下分解等。面对高电压正极的结构问题挑战,有效的解决手段主要如下: 1. 金属离子掺杂是抑制 Li/Ni 混排的一种手段,同时也可缓解晶体相变。如掺 杂 Al3+、Zr4+、Ti4+等高价金属离子,有望提升电池的循环寿命和比容量。 2. 构建人工包覆层以减小电解液与正极表面的接触,进而抑制电解液高电压下 的分解,减少电解液的过度消耗,同时增强正极稳定性,提升电池的循环寿命。 3. 匹配高电压电解液及添加剂,如砜类、腈类、氟代碳酸酯等,有望在本质上 解决电解液分解问题。高电压电解液及添加剂是面向未来高电压正极的破局点。
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