正极材料是制约锂电池发展的最大障碍

摘要

随着整车续航里程的不断攀升，对电池能量密度要求越来越高，届时基本上将达到层状化合物的极限，要想满足更高能量密度，必须研发新型高比能正极材料。

正极材料是制约锂电池发展的最大障碍。无论是电池中能量密度的提升以及成本的降低，正极材料起着关键性作用。

过去十年，镍基正极材料（NCM/NCA）正不断取代LMO/LFP的市场，已经成为电动乘用车用锂离子电池化学体系的主流选择。

以CATL为代表NCM811化学体系的软包电池以及松下NCA化学体系的圆柱电池（21700）能量密度均已超过了300Wh/Kg，领先的LFP电池能量密度在180-190Wh/Kg，LFP电池的价格在80-135美元/KWh，NCM/NCA电池的价格在100-175美元/KWh。

产业界认为，要使电动汽车性价比达到最佳，电池Pack能量密度应达到235Wh/Kg及500Wh/L，价格为100美元/KWh，届时单体电池能量密度将达到350Wh/Kg/750 Wh/L，价格为75美元/KWh。

为了达到这一目标，除了依赖于电池系统组装技术进步、电池控制系统以及冷却系统的进步之外，电池化学体系的技术进步将显得更为关键，通过化学体系的改变，能够直接提高电池的能量密度、通过使用廉价元素降低电池成本。

只有通过高能量电池材料的发展，电池层面2025年或者在2025年之前，能量密度才能达到350Wh/Kg的要求。

随着整车续航里程的不断攀升，对电池能量密度要求越来越高，届时基本上将达到层状化合物的极限，要想满足更高能量密度，必须研发新型高比能正极材料。

除能量密度之外，还需要考虑功率、安全、安全以及寿命等因素，想要在这些点保持平衡也是未来电池设计的重大挑战。不仅需要精细的调整电池材料的组分、微观形貌、结构以及表面特征，还需要考虑电极厚度以及电极孔隙率等多方面因素。

2020先进电池材料集群产业发展论坛将于8月26-27日在深圳机场凯悦酒店举行，此次会议由深圳先进电池材料产业集群主办，深圳市清新电源研究院、高工锂电、高工氢电联合承办。

下一代正极材料研究及产业化是此次论坛的重要议题，届时，中国科学院物理研究所研究员黄学杰将做题为“高比能正极材料发展趋势及制造技术”演讲，介绍高性能正极材料的最新进展及趋势。