通过制备工艺的改进可以有效改善材料性能。颗粒的微纳尺寸以及形貌结构,在很大程度上决定着高镍三元正极材料的性能。因此目前主要的制备方法是将将不同原料均匀分散,通过不同生长机制,得到比表面积大的纳米球形颗粒
制备三元正极材料的主要方法中,固相法、共沉淀法和溶胶凝胶法都需要通过高温烧结数小时,耗能大,制备工艺复杂。微波加热是在电磁场中材料产生介质损耗而引起的体加热,加热速度快且均匀,合成的材料往往也具有更的结构和性能,是一种非常有潜力的合成正极材料的方式。
采用传统的高温煅烧法制备三元正极材料时,需要的合成温度高、煅烧时间长,能量损失大。
研究发现,在低温等离子体环境中,各反应物的化学活性高,化学反应速度快,可以实现三元正极材料的快速制备。将镍钴锰的氧化物与碳酸锂混合均匀,然后在放入等离子体发生装置中,在通入氧气的条件下,600℃反应20~60分钟得到三元正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2
从钴、镍、锂、锰金属矿石原料储量角度而言,由于资源匮乏、开采难度大等原因,中国镍、钴、锂矿资源高度依赖进口,其中钴资源为匮乏,进口依赖度达 90%,镍和锂资源进口依赖度分别为 80%和 70%。
钴资源下游应用集中在 3C 数码锂电池领域,钴资源在 3C 数码锂电池领域的应用比例超过 50%。全球钴供给集中度较高,供应量由嘉能可集团和欧亚资源集团等少数企业控制。由于钴需求在锂电池中占比高,应用领域单一,以及钴供应被寡头垄断,钴资源的价格高昂,且受下游需求变化而波动的现象明显
镍资源广泛应用于钢铁、机械、建筑和化工领域,其中不锈钢对镍资源的消费量占中国镍资源总消费量的比例约 85%,锂电池镍消费量占比较低,仅 3%。中国不锈钢行业景气度对镍需求及其价格产生重大影响。近两年来,不锈钢需求量保持平稳状态,镍需求增长缓慢,镍价保持平稳水平。
锰资源广泛应用于钢铁、化工、农业饲料和电池领域,其中钢铁行业对锰资源的需求大,锂电池三元材料的原材料高纯度硫酸锰对锰矿的需求占比较低。中国钢铁行业景气度对锰需求及其价格产生重大影响。近两年来,钢铁行业发展放缓导致锰矿需求增长放缓,锰矿价格趋于稳定
业内分析认为,在高镍普及和一体化企业份额提升双重带动下,行业盈利水平持续上行,预计2020-2022年三元前驱体行业产值规模将分别达到320亿元、420亿元和529亿元,行业平均毛利率水平将分别达到15.84%、16.59%和17.32%。
当升科技:荣获二等奖的储能电池用多元正极材料具有能量密度高、循环寿命长、倍率特性优、安全性能高、回收附加值高等优势,电池单体能量密度可达210Wh/kg,综合性能处于国内、国际水平,成为下一代储能锂电池正极材料的有力竞争者
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