目前,锂离子动力电池当仁不让成为新能源汽车电池的主流电池,而锂离子电池材料是影响电池性能的关键因素。锂离子电池材料主要包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液。
业内人士指出,动力电池是影响新能源汽车成本的主要因素。随着锂离子动力电池技术的逐步发展,其成本已经由2012年的3.5元/wh左右下降到2014年的2.5元/wh,电芯的价格基本维持在2元/wh左右,部分企业能将其电池包的价格保持在2元以下。在全寿命周期内,锂离子动力电池成本完全可以与铅酸电池相抗衡。
有关专家认为,“十三五”将是锂离子动力电池价格进一步下降的关键时期。首先,锂离子电池的四大材料仍有一定的下降空间;其次,电池企业有效产能利用率将在“十三五”期间基本满产,折旧与摊销进一步降低;最后,技术的不断进步将能有效的降低成本。据专家预测,“十三五”期间,锂离子动力电池成本有望降低到1.5元/wh甚至更低,从而有效降低新能源汽车的成本。
在正极材料领域,已批量应用于锂离子电池的主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、钴镍锰酸锂三元材料以及磷酸铁锂等。“十三五”期间,整个锂离子动力电池正极材料将沿着高电压、高安全性和低成本的方向发展。磷酸铁锂、锰酸锂、磷酸铁锰锂、NCM三元材料、NCA三元材料、镍锰酸锂等正极材料将在“十三五”期间进一步成熟,其安全性将进一步得到提升,成本也将得到控制。在出货量上,预计“十三五”末,中国正极材料的出货量将突破20万吨。
在负极材料领域,批量化应用的负极材料包括碳系负极材料、钛酸锂负极材料和合金系负极材料。其中碳系负极材料主要包括人造石墨、天然石墨、中间相炭微球和石墨烯。合金系负极材料主要包括硅基和锡基等。“十三五”期间,诸如石墨烯、碳化硅等新型负极材料将逐步成熟,且具备快充快放的钛酸锂负极材料的应用将更加广泛,预计到“十三五”末,中国负极材料的出货量将超过15万吨,成为全球最大的负极材料制造国。
在隔膜领域,已实现市场化的隔膜主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜,其生产工艺可分为干法和湿法两大类,干法工艺又可以细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。随着动力电池对安全性要求的提升,隔膜的各项性能指标要求也相应的需要提升。“十三五”期间,新型隔膜材料如聚酰亚胺、无纺布材料等将得到产业化的机会,另外隔膜的涂覆技术将更加成熟,涂覆材料的应用将更加广泛。预计到“十三五”末,中国的隔膜将完全取代进口,出货量将达到10亿平方米以上,隔膜企业将迎来更好的发展机遇。
在电解液领域,目前主要应用的锂盐为六氟磷酸锂。随着正极材料逐步向高电压方向发展,电解液也相应的朝着高电压方向发展,包括有机溶剂、电解质和相应的添加剂在内的相关材料,均将成为“十三五”期间的研发热点,尤其是电解液添加剂将成为电解液的核心材料。“十三五”期间,中国电解液的出货量将超过10万吨,六氟磷酸锂的出货量将超过2万吨,全面取代进口锂盐。