面对高镍化的大趋势,不少企业都在加紧布局。近期,亿纬锂能拟与贝特瑞、SKI设立高镍三元正极材料合资公司,将建设年产5万吨高镍材料项目。韩国正极材料公司与格林美签订大单,三年内计划采购17.6万吨高镍前驱体。据悉,容百科技计划2025年将高镍材料产能提升至30万吨,到2030年提升至100万吨。
根据业内的预计,到2022年全球高镍三元材料的产量将据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据显示,9月,我国动力电池装车量15.7GWh,其中磷酸铁锂电池装车9.5GWh;三元电池装车6.1GWh。自今年 5 月份开始,磷酸铁锂电池在产量上重新反超三元锂电池,随后又于 7 月份在装车量上三元锂电池;7-9月,磷酸铁锂电池在动力电池市场所占比重也逐月提升,到9月份,磷酸铁锂电池的产量已经是三元锂电池的1.4倍,装机量是1.6倍。超过60万吨,实现翻倍增长。而到2030年全球整个行业高镍材料的产出将接近350万吨。
相比于锂离子电池的其他原材料,正极材料的品种更加多样化,生产工艺也更加复杂,品质失效的风险也就更大,因而对其质量管理的要求也就更高。该文从材料使用者的角度谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施。
当正极材料中存在铁、铜、铬、镍、锌、银等金属杂质时,电池化成阶段的电压达到这些金属元素的氧化还原电位后,这些金属就会先在正极氧化再到负极还原,当负极处的金属单质累积到一定程度,其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜,造成电池自放电。自放电对锂离子电池会造成致命的影响,因而从源头上防止金属异物的引入就显得格外重要
提高生产设备的自动化程度是提高磷酸铁锂材料批次稳定性的主要手段,然而,目前国内磷酸铁锂材料供应商的设备自动化程度普遍较低,技术水平和质量管理能力不高,提供的材料存在不同程度的批次不稳定问题。所以为了达到这一要求,铁锂材料供应商往往在制成成品后增加一步混合工序。
制浆时,正极材料在制浆罐内与溶剂、胶、导电剂按一定比例混合均匀后经管道出料,出料口安装了过滤网,其目的是为了拦截正极材料中的大颗粒和异物,以涂覆的质量。若正极材料中含有大颗粒会导致过滤网堵塞,如果大颗粒的成分仍是正极材料本身,只是影响了生产效率不会对电池性能造成影响,这样的损失还能小一些