电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
在电池材料加工这一环节中，无论是上游的矿产资源，还是各种电池材料，我国均有优点，且部分产品已经处于世界领先地位。相较于日本、韩国等国家，我国的低端锂电池产品更有优点，但在部分高端产品，尤其是事关电池安全性的核心材料和制造工艺上，仍有较大差距。
上游原料资源匮乏
电池级单水氢氧化锂和电池级碳酸锂可以作为加工锂电池正极材料和电解质盐六氟磷酸锂的锂源，四氧化三钴用以加工正极材料，电池级氟化锂紧要用于加工电池级六氟磷酸锂。六氟磷酸锂是加工电解液的紧要原材料，其占电解液成本的50%左右，目前全球范围内惟有我国和日本实现了六氟磷酸锂的产业化。由于加工技术难度非常高，在国际上紧要由关东电化学工业、SUTERAKEMIFA、森田化学等几家日本公司垄断，国内惟有多氟多等少数公司能加工。
我国电动车百人会秘书长兼首席专家张永伟强调，要高度重视上游资源问题。目前电池中锂和钴材料占比较高，我国锂资源相对丰富，但钴资源贫瘠，在全球钴储量中我国仅占1%左右。随着电动车产销量的上升，上游资源瓶颈会越来越突出，需尽早规划布局。此外，我国上游资源开发技术瓶颈也导致了资源自产率偏低，这也是影响上游材料价格的紧要因素。
电极材料不断涌现
目前，锂电池中正极材料、负极材料、电解液、隔膜这4个部分总共占到锂电池成本的85%。常用的锂电池正极材料如钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂三元材料和磷酸铁锂等均已实现国产化。最常见的负极材料为碳基负极材料，如人工石墨、天然石墨等，目前国内公司已经实现批量加工。电解液也已基本实现国产化，在高、中、低端市场，都可满足我国锂电池加工的要，还有部分出口。
然而，能量密度已经接近其物理极限是锂电池发展的瓶颈，要新的材料或者技术去实现锂电池能量密度的冲破。提高能量密度的一种办法是开发充放电平台更高的新型正极材料，如富锂锰基、镍钴酸锂等。其中，富锂锰基的理论能量密度可达到900Wh/kg，成为研发热点，但该材料在循环过程析氧，会萌生安全隐患，循环寿命和倍率性能也偏低，仍需持续研发。
在负级材料方面，钛酸锂的研发热情较高，这缘于钛酸锂循环寿命长，可达10000次以上，且可快速充电，比较适合用于对空间没有要求的储能范畴。硅碳复合材料、石墨烯、碳纳米管等负极材料也都有公司在研发。
隔膜技术含金量最高
隔膜是锂电池材料中技术含量最高的高附加值材料，隔膜的性能优劣，笔直影响电池的容量、寿命及安全性能。国内惟有少数几家公司能够批量加工，且仅能用于中低端市场。国外公司如日本旭化成、韩国SK公司等国际巨头基本垄断了全球市场。
隔膜紧要材质为多孔质的高分子膜(聚乙烯或聚丙烯)。锂电池用的隔膜对安全性、渗透性、孔隙度及厚度都有严苛要求，其技术难点在于造孔的工程技术、基体材料以及制造设备，目前隔膜的价格差不多占到了电池总成本一成以上。南开大学新能源材料化学研究所所长周震解析说。目前，世界上最好的锂电池隔膜材料出自旭化成和东燃化学两家日本公司，而国内锂电池铝塑膜市场的九成份额也被昭和电工等日本厂商垄断。
电池行业协会估算，我国将来每年高品质车用动力锂离子电池隔膜材料需求量将达到数亿平方米。然而高端隔膜技术具有相当高的门槛，不仅要投入巨额资金，还要有强大的研发和加工团队、熟练的工艺技术和高水平的加工线。
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