开篇语:
目前在国内,动力电池正极主要分为两种技术路径,一种是用三元材料做正极,比如NCM/NCA,还有一种是用磷酸铁锂做正极。在我们之前的文章当中,有三篇纪要介绍了动力电池三元正极材料和其代表企业当升科技、容百科技,分别是:
每日研讨纪要-动力三元电池正极-当升科技vs容百科技
每日研讨纪要-动力电池正极的主要发展趋势
每日研讨纪要-锂电正极争霸-当升科技vs容百科技(二)
而本篇纪要主要是对磷酸铁锂正极材料和其代表企业德方纳米、国轩高科做一个介绍与对比。
一、磷酸铁锂是什么?
磷酸铁锂的分子表达式为LiFePO4,其在锂电池充放电过程中的作用原理为:当锂电池充电时,锂离子Li+从磷酸铁锂正极材料LiFePO4中脱离,穿过电池隔膜和电解液后嵌入负极材料,完成充电过程,失去Li+的LiFePO4变成脱锂产物—磷酸铁FePO4。
当锂电池放电时,Li+从负极材料中脱离,穿过电池隔膜和电解液后回到正极材料,
FePO4在Li+嵌入后变回LiFePO4,完成放电过程。
(资料来源:头豹研究院)
二、与三元正极材料对比
1.性能对比
1)比容量和压实密度都对电池的能量密度产生较大影响,
同等条件下,比容量越高,锂电池的质量能量密度越高,即与同等质量电池相比,电池容量更大,
同等条件下,压实密度越高,锂电池的体积能量密度越高,即与同等体积尺寸电池相比,电池容量更大。
磷酸铁锂比容量和振实密度都低于三元材料,所以导致磷酸铁锂电池的能量密度更低。
2)比表面积对倍率性能和低温性能产生较大影响。同等条件下,比表面积越大,正极材料与电解液的反应面积越大,导电性更好,因而倍率特性更好,即锂电池充放电速度更快。
磷酸铁锂的比表面积远大于三元材料,故磷酸铁锂的循环性能和温度耐受性好于三元。
3)磷酸铁锂的安全性能好于三元。
2.成本对比
磷酸铁锂的成本远低于三元材料,磷酸铁锂的价格在5万元每吨左右,而三元正极的价格在20万元每吨左右。
二、市场参与者
中国磷酸铁锂正极材料市场参与者可分为三类:
(1)从事金属盐加工的化工企业。原为磷酸铁锂正极材料产业链上游-磷酸铁锂前驱体供应商。随着磷酸铁锂市场规模扩大,该类掌握核心原材料的企业向产业链中游布局,如湖北万润、安达科技等;
(2)专门从事磷酸铁锂制备的锂电池材料企业。该类企业在磷酸铁锂制备方面具备经验优势和丰富的技术积累,如德方纳米、贝特瑞等;
(3)锂电池生产制造的企业。该类企业通过对外投资锂电池材料企业或直接拓展锂电池材料业务的方式参与产业链中游环节,具备雄厚的资金实力和产业链整合能力,如比亚迪、国轩高科等。
(资料来源:企业