电池正极材料：为新能源汽车保驾护航

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由于其在能量密度和单体产品成本方面的明显优势，三元锂电池有望得到发展。

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近年来，中国新能源汽车(爱吉、净值、信息)发展迅速，带动了对动力锂电池的强劲需求。阴极材料是锂电池中最关键的原材料。在当前市场上，动力电池负极材料具有三个特点:多元化体系、个性化需求和多样化市场。

第一个特征是系统多样化。目前市场上主要有锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂和镍钴二元材料体系。不同的材料体系有各自的特点，有各自的应用领域和市场需求。

锰酸锂系统具有成本低、平台高、安全性能好等特点。它在替代铅酸电池和低速物流车辆领域占有很大份额。然而，这种材料的体积比容量低，高温循环性能差，导致其在商用车、物流车辆等领域的应用受到限制。

磷酸铁锂是目前中国市场上广泛使用的动力电池材料。这种材料的高安全性和循环稳定性使其在商用车、特种车辆等应用领域占有一定的地位。

镍钴锰酸锂和镍钴二元材料近年来在电力市场上有所增加。风靡全球的特斯拉电动汽车开启了三元电动汽车的新时代。基于对体积比能量的不断追求，越来越多的电动物流车辆和客车选择使用这种材料。

个性化需求是动力电池正极材料的第二个特征。在市场开发的初期，新能源汽车正如火如荼地发展，它们对动力电池和材料的要求也不一样。目前，动力电池产品有很多系统，如软包装、铝壳、圆筒等。每个系统的性能要求和每个电池厂的应用要求也不同。汽车制造商关注的是电池管理系统匹配和应用环境的差异，以及电池性能要求的巨大差异。例如，一些制造商对电池的高温循环有严格的要求，一些制造商更注重低温循环寿命，一些制造商更注重快速充电性能。

市场上的许多变化是动力电池正极材料的第三个特征。2016年三元电池的“遭遇”可以描述为跌宕起伏，有时被否认，有时被追逐。新的补贴政策首次提出将电池能量密度作为产品技术要求的参考指标，三元材料可以“提”。在更高能量密度的发展方向上，高镍含量的三元材料无疑将成为未来研发和产业化的热点。

从2012年到2015年，新能源汽车产业开始发展，并从2016年到2017年进行调整。预计2018年后将快速发展，未来动力电池正极材料的应用和发展将备受关注。总的来说，动力电池负极材料的未来发展具有以下特点。

首先是要明确目标。人类历史上每一次成功的能量变化都有一个清晰的主要逻辑，那就是能量密度增加了一个数量级。例如，煤比木柴高160倍，石油比煤高2倍。只有当新能源在能量密度上具有压倒性优势时，它才能颠覆传统能源。自2015年以来，国家逐步规范了新能源汽车产业。2016年10月，发布了《节能和新能源汽车技术路线图》，为动力电池的能量密度和成本设定了明确的目标和要求。在保证安全性能的前提下，提高能量密度，缩短动力电池的充电时间是消费者的客观要求。因此，对动力电池正极材料的优化和升级非常重要和迫切。

其次是路线的多样化。根据2016年底宣布的新能源汽车补贴计划，补贴与具体的能源量挂钩，这间接导致了材料系统的升级。具有体积比容量优势的nmc三元材料已成为工业化的热点。目前，动力电池材料不能满足2020年动力电池能量密度300瓦时/千克的要求。国家补贴积极鼓励开发新电池。热三元电池以高镍、固态电池为目标，长期发展电动汽车产业，而燃料电池被称为新能源汽车的最终目标...全球对动力材料的研究正如火如荼地进行着，但谁将掌控未来新能源市场的大起大落还不得而知。

第三是流程细化。电动汽车的领导者特斯拉近年来频频起火，动力电池的安全性引起了业界的关注，对阴极材料的研发、技术和生产标准提出了更高的要求。一方面，要全面提升生产智能制造水平，提高产品合格率和一致性，控制磁性材料等引起的自放电问题。；另一方面，R&D科技的信息化和智能化需要进一步提高，以提高R&D的有效性，避免走弯路。

新能源汽车动力电池在续航里程、快速充电、成本、安全性和使用寿命等方面都有极高的要求，这就要求我国动力正极材料企业全面考虑产业链，确保材料的开发、设计、验证和制造符合新能源汽车动力市场的可持续发展和应用。在2020年前拥有全球最大阴极材料生产和销售规模的湖南鄯善能源的产能规划中，镍钴锰酸锂和镍钴二元材料的产能规划占70%。湖南鄯善能源将从两条路线进行产品研发，一方面向高镍三元方向发展，另一方面向中镍高压三元方向进行研究。(原文来源:《经济日报》作者:彭中南大学冶金与环境学院教授，国家科技进步奖二等奖获得者)

(编辑:胡风)