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动力锂电池正极材料现状

动力锂电池正极材料现状

北极星存储路透社记者:新能源汽车产业成为国家战略性新兴产业,在未来给出了实现经济发展和产业转型汽车的升级支持的希望。锂离子电池是在最高能量密度的电化学系统中的电流商品化电池,所以锂离子电池成为新能源汽车电池电源的主流。锂离子电池具有较长的生命周期和使用寿命,安全性提高,而锂离子电池已经进入量产阶段,成本不断下降。的锂离子电池正极材料的芯材,这直接影响了安全性,循环寿命和成本。

电池材料

全球锂离子电池产业经过多年的发展,已形成市场供应,世界的日本和韩国第三的图案。中国,日本,韩国基本垄断的锂离子电池,锂离子电池的全球供应,而中国的出货量占全球出货量的50%以上。由于中国的新能源汽车产业的蓬勃发展,使得中国动力锂离子电池正极材料市场前所未有的发展迎来了发展良机。

首先,全球及中国新能源汽车产业现状

据国际能源署(国际能源机构,AIE)公布的“全球EV展望2016”统计,截至2015年底,全球新能源汽车保有量达到125.690000,增加了77的。84%。根据EV销售统计,在2016年全球新能源汽车销量达到81.70000。中国已成为全球最大的新能源汽车生产和销售的国家所有权,生产和销售的全球市场份额超过50%。从型号上来看,2016年1 – 11月全球新能源客车最畅销的车型称为第一产Leaf(46 805),第二个命名特斯拉S型(43 347个单位),3比亚迪的名字 – 唐(29 895)。另外中国的比亚迪 – 秦,北京汽车E系列也进入了前10的全球乘用车销售的新能源,新能源在世界排名前10位的乘用车销量,从中国汽车占了4席。如果按企业统计,11月以来的2016年,与各种畅销轿车车型比亚迪市场占有率最高(14%),是目前世界上新能源车企销量冠军,企业市场份额排名的其余贝尼特斯拉,宝马,日产,北汽。总体上,有三家中国企业进入全球乘用车销售的新能源汽车,比亚迪就是,众泰与北汽的前10名行列。

中国汽车工业协会的数据显示,2016年中国的新能源汽车生产51.70000,50个销售。70000,分别比上年增长51.7%和53%。其中产率的纯电动汽车,所述销41分别完成。70万和40.90000,分别比上年增加63.9%和65。1%; 插入式混合动力生产,分别完成销9.90000和9.80000,分别比上年增长15.7%和17.1%。新能源客车,分别为纯电动客车生产,完成了26脚。30万和25.70000,分别比上年增长73.1%和75。1%; 插入式混合动力汽车的生产,分别完成的销8.10000和7.90000,分别比上年增长29.9%和30.9%。图1显示了全球及中国新能源汽车2011 – 销售在2016年,我们可以看到,中国目前已成为全国新能源汽车的快速发展是世界上最出色的。

图12011–2015年全球及中国新能源汽车产量统计

中国第一个由我国政府,2013 – 2015年的大力支持,得益于新能源汽车的快速发展,中国先后颁布了一系列新能源汽车的补贴和扶持政策,新能源汽车产业全面的支持政策,包括需求的刺激,强迫进料,鼓励使用三个方面,从供需双方共同的力,组合策略的支撑在上部和下部抑制长度。

到2016年,中国增加的行业,监管,基础设施和宏观经济一体化的政策力度,进一步规范和引导行业的健康有序发展。2016年,中国政府对于新能源补贴的进一步出台“新能源汽车的碳配额管理办法(征求意见稿)”和“新能源汽车并行集成暂行办法企业平均燃料消耗量执行一个稳定的基础(征求意见稿)”,从供给方面进行管理,确定燃料汽车产业的总体思路培育新能源汽车产业,并建立新能源汽车发展的长期激励。与此同时,为了净化产业环境,扶优扶强,工业和信息化(以下简称“部”)推出的“汽车动力电池行业标准条件(征求意见稿)”在2016年,为锂离子电池所需的细胞40倍(要求8GWh),以提高其生产能力,大大提高了准入门槛动力锂离子电池,并为中国的高功率锂企业的坚实基础,以提升自己的国际竞争力。同时,由于加速乘用车的开发,以满足市场的真正需求供应方面的改革。

2017年4月6日,工信部发布的“汽车产业中长期发展规划”,明确提出到2020年中国新能源汽车产量将达到200亿美元,而到2025年中国新能源汽车的销售占总销售额的比例超过20%发展目标。新能源汽车产业的快速发展,创造了巨大的锂离子电池的市场需求,锂离子电池产业正在成为新的出口,为此,动力锂离子电池生产企业全力以赴加快扩张步伐。

在新的补贴政策,明确指出,能量密度和技术的阈值要求,新能源汽车,重量轻,具有智能技术趋势相结合需要较长的里程和车辆功率锂逐渐转向多材料系统响应上升的能量密度的要求。多材料多材料,尤其是高镍阴极材料将成为车用动力电池的未来的主流系统。

第二,功率锂的阴极材料和市场条件

在过去的五年里,全球锂行业保持了24%的化合物的增长速度,到2016年锂电池出货量达到118。7GWh,其中xev的46的锂离子电池。8GWh,增加了超过30%(参见图2)。IT 2016锂离子电池占约57%,xev的锂离子电池占约39%,ESS锂离子电池约占4%。从市场走势锂离子电池,在出货量和ESS xev的未来的主要增长。

来源:日本B3和其他信息机构

图22010–2020全球锂离子电池的出货

据台湾工业技术研究所(IEK)的统计,2012-2015,锂离子电池的正极材料行业保持了32%的年复合增长率,2016阴极材料货量达到21.3万吨(图3)。 多种材料(NMC + NCA)已成为正极材料最大市场份额。近两年由于LFP汽车市场(中国商用车)快速增长,增速明显快。随着技术的成熟,乘客上升的比率,多元材料随后的较大的生长。

图片来源:台湾IEK报告

图32013–2020全球锂离子的正极材料的出货量

约30千兆瓦的2016中国功率锂出货,最大比例仍然LFP电池系统,其中占NCM电池系统约43%,其中约61%的比例最高NCM333份额,而对于NCM523 34%,NCM622逐渐推广使用,占5%,NCM811基本处于NCA和产品推广期间,没有实际销售(4)。

在出货的锂离子比图4中国阴极材料

第三,功率锂正极材料技术的发展趋势

早在车辆电池电源系统的应用主要锂锰氧化物和磷酸铁锂。锰酸锂结构稳定,安全性好,但低能量密度和循环稳定性差,高温存储性能,因此在动力电池的应用有一定程度的限制。磷酸铁锂的安全性和相对优异的循环特性,磷酸铁锂,但也有许多问题固有的性能,能量密度低,高温性能,充放电特性较大差距。三元材料的高能量密度和优异的循环性能。多元镍(Ni)的材料,钴(Co)锰(Mn),锂(在NCM)和镍钴铝(Al),锂(NCA)与镍,钴,这些元素的Mn(Al)的3种不同的变化的比例的显示性能很大程度上结合具有高能量密度,循环寿命长和良好的速率特性,安全性和高的性能特性的各种阴极材料的优点,是一种强有力的竞争者分析车辆电池正极中的锂离子的材料,日本和美国美国可以在电池技术规划,能量密度,低成本,发现生命周期评价的主要动力电池。对比全国的数据:2015年,能量密度的要求是基本相同的国家,美国的成本最苛刻的; 2020年,中国的最高能量密度和寿命要求,耗费了美国最苛刻。这个国家的能源价格,低碳环保的要求和锂离子电池技术是密切相关的发展水平。

从德国政府制定了国家电动驱动平台计划的情况下(NPE),目前最大的车用锂离子电池的能量密度和短板的充电电流。这是如何解决终端用户里程焦虑和快速充电的问题是仍思维功率的锂离子电池的主要方向。

大众的技术专家认为,今后的方案的主要驱动力从三元材料(NCM111)逐渐向高镍三元提高锂离子电池的材料阳性和阴性选择的能量密度,与上升的能量密度的正极材料沿材料(NCM 811)过渡,和富锂材料和负极材料的最后的发展正在逐步引入硅碳负选择。

国际电源的锂离子电池工业和欧洲汽车的价格基本上是为阴极材料的选择同样的系统中,主要选择是多种材料的方向。日本和韩国的锂离子电池技术主要镍钴锰氧化物或锂镍钴铝的多元材料系统,如松下,AESC(日产和NEC关节),PEVE(丰田和松下关节),日立VE,NEC,三星,和上述正极材料系统LG等。。德国和其他欧洲国家,主要是采取与其他国家在电动汽车电池公司,如特斯拉和松下的标志,大众松下和韩国的同SDI协议合作开发合作的形式,使用相同的电池系统与日本,韩国。

因为它需要更长的里程,和中国已逐渐转向更高的能量密度的锂离子电池系统多元材料。2大主要的磷酸铁国内锂离子电池制造商 – 比亚迪轩高科国家已经明确提出,要开始对乘用车使用NCM响应要求提高能量密度。

多元材料体系,随着镍含量的增加,能量密度和提高。目前的技术是相对成熟的常规的LiNi1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2(称为“NCM111”),比材料达到158mAh / g的容量。然而,由于该材料中的Co含量是总的过渡金属(镍 – 钴 – 锰)的33%以下,Ni + Co的量占67%,材料成本是比较高的,并且由于专利垄断的进一步增加3M专利费用,锂电企业降低成本,避免专利问题,为了寻求更高的能量密度材料,逐步转向LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(称为 “NCM523”),甚至LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(称为 “NCM622”)和LiNi0.80Co0.15Al0.05O2(称为 “NCA”)。

500万彩票目前,国内外一些汽车企业和主流动力电池制造商如日本的松下,AESC,日产和韩国LGC,滑雪,三星,都把重点放在多种材料NCM和NCA以上的镍含量高的材料的选择。与NCM111,NCM523,镍,钴,60%,20%的Mn含量,较高的20%的能量密度镍多元材料NCM622明显的优点,电池的能量密度可达到200Wh / kg以上,镍含量相比更高多元材料如LiNi0.8 CO0.1Mn0.1O2(称为“NCM811”),NCA更高的能量密度,并提高能量密度的要求,多元动力镍抗蚀剂材料和NCA NCM622选择的电动车辆将是锂离子电池的正电极材料。

四,动力锂电正极材料后市

大多数国家在世界上建立规划目标的新能源汽车,到2020年新能源汽车的全球累计销量将1800多万元,其中中国为目标的数量最多(见表1)。近三年来,中国的新能源汽车产量翻了一番爆炸性增长,中国已经成为新能源汽车的最大生产国。由于中国的新能源汽车产业的快速发展,动力电池的需求激增,导致2015年锂离子电池产能的情况在中国出现,各种电池企业迅速扩大产能。2015年中国国内动力电池产能约20GWh年,2016年反超60GWh。爆炸式增长带来持续的锂电产业的快速发展为一体的新能源汽车,锂总需求预计在2018年将达到130GWh。2018全球锂阴极材料预计超过30万吨。三元材料,其将迅速发展,超过30%的年复合增长率。NCM和NCA将成为未来的主流汽车阴极材料,约80%在2018预期占使用三元材料载体材料。

国家新能源汽车规划目标的表1世界部分

风险低端的中国锂电正极材料行业爆发式增长的产能过剩行业中的形式将继续施压材料价格过度竞争,钴,锂资源的比例过高,进口也带来了成本的波动,锂电正极材料行业将逐渐成为一个资本密集型的行业需求。由于高安全性锂功率和长寿命的要求,下游车企,公司倾向于到电池电源和大型材料厂家的稳定合作,共同开发新产品,技术实力雄厚,这也是一个意义上说,加快材料产业的融合。技术和资金要求双重门槛使未来动力锂电正极材料行业的发展将变得更加强大的组合,以优良的优势! 对锂电产业多,在全球发展进程的关注,一方面是中国的正极材料在运行过程中技术水平在过去几年,中国锂电正极材料的锂生产商和国际公司的一部分,并已逐步接近国际同行正极材料,动力电池的中国工业的发展已经具备了电池材料的本地化支持; 另一方面,中国的新能源汽车及动力锂取得了显着成绩,发展,一旦市场需求增加,将进一步推动中国锂电正极材料行业加速发展。

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