锂电池的正负极材料简介

  锂电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍锰钴三元材料及磷酸铁锂等。其中,磷酸铁锂由于具有另外几种材料所不具备的循环寿命、安全和材料成本方面的潜在优势,而被业界看作理想的正极材料。目前存在的问题,一是主要原料电子级碳酸锂(碳酸锂含量在99.5%以上)大部分来自进口,二是磷酸铁锂生产技术也来自国外。

  据了解,电子极碳酸锂可由锂矿石或盐湖中提取出碳酸锂再提纯而来。我国锂资源居世界第二,但由于技术问题,国内矿石提取碳酸锂再提纯为电子极碳酸锂的产量很低。盐湖提取电子级碳酸锂目前还没有产品问世。所以只能从国外大量进口电子级碳酸锂。因为进口量大,导致国内企业基本没有定价权,完全由国外厂商说了算。

  在技术上,我国磷酸铁锂发展本来与国际基本同步,但国内尚未诞生真正的企业,行业缺乏原始创新技术。目前,国际上在磷酸铁锂电池行业处于地位的企业主要有3家,分别是美国的高博(A123)公司和威能(Valence)公司以及加拿大的佛斯泰克(Phostech)公司。磷酸铁锂技术在国外被看作战略性技术,美国、加拿大等政府为此不惜以国家的力量参与技术壁垒的建立。

  在磷酸铁锂材料领域,有两大技术,其中一个是包敷碳技术,另一个是碳热还原技术。前者由加拿大佛斯泰克公司拥有使用权,并且已经在我国申请。后者的权由美国高博公司所有,目前尚未在我国申请,但是该公司现已在苏州成立了2家公司,分别负责磷酸铁锂材料的生产和电池制造。磷酸铁锂离子电池方面的被几家外国公司掌握,外国公司转让至中国企业将会面临高昂的许可费,对该产业构成巨大的潜在威胁。

要想摆脱在产业链中低端、被动的地位,就要从三方面努力:一是通过技术研发从而加快国内磷酸铁锂申请。二是围绕国外企业的在外围进行布局。三是加强电池结构设计、电池组合控制方面的研究。

锂电池负极材料大体分为以下几种: 种是碳负极材料: 目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。 第二种是锡基负极材料: 锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。 第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料,目前也没有商业化产品。 第四种是合金类负极材料: 包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金,目前也没有商业化产品。 第五种是纳米级负极材料:纳米碳管、纳米合金材料。 第六种纳米材料是纳米氧化物材料        

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