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锂电池镍含量再提高！电解液有新要求

时间:2020-12-22 10:22来源:中信建投证券 作者:韩涛
点击: 次
       据韩媒ETNews援引业内报道称，LG化学计划在未来一年向特斯拉供应其超高镍NCMA电池，后者正极材料中的镍含量已提高到90%，而钴含量已降低至5%以下，一次充电可以提供至少600公里的续航里程，高于目前市面上常见的500公里。可见，锂电池高镍趋势明显，但随着镍含量的提升，材料的碱性就会变强，同时材料的热稳定性也会降低。这就对电池工艺和环境要求变高，锂电池用到的电解液相关匹配性要求也需要提升。
 
       今年的新能源电动汽车市场产销两旺，带动整个新能源电动汽车产业链景气度提升，与此同时，提高新能源续航能力、降低成本而减少对钴的使用量，成为各车企技术研发的方向。增加能量密度比、提高电压、提高镍的使用量而降低钴的使用量等技术手段，是解决前述问题的方向。
 
       据韩媒ETNews援引业内报道称，LG化学计划在未来一年向特斯拉供应其超高镍NCMA电池，后者正极材料中的镍含量已提高到90%，而钴含量已降低至5%以下，一次充电可以提供至少600公里的续航里程，高于目前市面上常见的500公里。
 
       目前，锂电池的三元材料高镍化趋势愈发明显，主流电池厂商像宁德时代、LG化学、SKI等均于近两年布局高镍三元NCM811生产线。
       但镍含量的大幅提升也改变了电池材料的特性，相应的也就对电池工艺、材料、环境等有了新的要求。
 
       镍含量提高，电池材料会发生什么变化？
 
       随着镍含量的不断提升，材料的碱性就会跟随变强，同时材料的热稳定性出现降低，这就会导致电池材料的结构稳定性变差，并且锂电池在充电的状态下，高镍含量具有更强的氧化性，高镍带来的变化就对用于锂电池的材料有了新要求，要求有更高的匹配性。
 
       高电压趋势，同样对电池材料有了新要求
 
       为解决新能源电动汽车续航里程低的问题，在体积不变的情况下，提高电池的能量密度比是当前的重要技术手段，而通过提升电压是提高能量密度的方法之一。
 
       而单个锂电池的电压已由原来的4.2V逐步过渡到4.35V、4.4V、4.5V甚至5V，而且电动汽车的电压平台由400V增加至800V，这样做，即追求了电动汽车的高性能，也缩短了充电的时间，同性能和同等电量的条件下，电池的体积也相对变小，而且减少了汽车整体布线的空间和重量，与此同时，电动汽车的工作功率能增加更多。
 
       高电压带来的好处很多，但对电池材料就有了更高的要求，常规的电解液体系难以匹配高电压正极，在4.5V以上的电压环境中，常规电解液容易发生分解。
 
       哪种材料匹配性更高？
 
       LiFSI（双氟磺酰亚胺锂）是目前匹配性最高的材料，与LiPF6（六氟磷酸锂）相比，LiFSI具有较好的热稳定性、电化学稳定性、更高的电导率。LiFSI可以提高电解液的的电导率、高低温性能、耐水解性等，并且能抑制气胀，能明显改善电池的性能，与高镍化、高电压化的电池更匹配。
 
       LiFSI最开始是利用其更好的高温、高导电率等性能去替代LiPF6，但由于成本高、对铝箔有一定的腐蚀性，在过去没有大规模形成替代。但在最近几年，LiFSI以锂盐添加剂的形式在部分高端电解液产品中使用，以改善电池低温性能与热稳定性能。
 
       新能源电动汽车对电池的要求高压、高镍趋势明显，对电池材料的匹配性提出高要求，LiFSI的化学性能优异，在需求的驱动下，LiFSI添加量有望持续上升。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 锂电池 电解液 镍含量
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