正極材料的安全性，能量密度和功率密度是當(dāng)前不同車(chē)型對(duì)鋰電池類(lèi)型做出取舍的基本依據(jù)。正極材料決定了鋰電池的能量密度、壽命和安全性等指標(biāo)，占鋰電池成本的30%左右。

什么決定了鋰電池正極材料的安全性？

一般的正極材料，鋰離子含量都會(huì)大于負(fù)極材料離子容量，目的是提高鋰電池的功率特性和循環(huán)性。材料的熱穩(wěn)定溫度越高，說(shuō)明材料的氧化能力越弱，材料越安全，確保正極材料與電解液不發(fā)生反應(yīng)的因素主要依靠正極材料自身的熱穩(wěn)定性和與電解液的相容性。

◆電芯能量密度

每種鋰電池正極材料都有其理論能量密度，選擇了一種正極材料，就選擇了電芯能量密度的上限。正極材料的用量設(shè)計(jì)和加工制作過(guò)程中的振實(shí)密度也對(duì)電芯成品的能量密度產(chǎn)生影響。

◆電芯功率密度

不同的正極材料種類(lèi)，決定了鋰電池充放電功率的大體范圍。材料的一些細(xì)節(jié)，作為輔助因素，也會(huì)對(duì)功率特性造成影響。比如，正極材料的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，顆粒尺寸，摻雜原子，碳包覆工藝，材料的制備方法等。以上因素最終都是通過(guò)影響正極材料容納鋰離子的能力和脫嵌嵌入通道的通暢性來(lái)影響鋰電池的功率密度。

◆電芯循環(huán)壽命

影響鋰電芯循環(huán)壽命的因素很多，與正極材料相關(guān)的，主要有正極材料活性物質(zhì)在循環(huán)使用中的損耗，以及充放電過(guò)程中，材料結(jié)構(gòu)的崩壞引發(fā)的正極容納鋰離子能力的衰減。而正極材料中的雜質(zhì)成分，比如單質(zhì)鐵和三價(jià)鐵，都會(huì)與電解液相互作用，產(chǎn)生不良副反應(yīng)，或者造成內(nèi)部微短路。

鋰電池對(duì)正極材料的基本要求

第一，材料自身電位高，這樣才能與負(fù)極材料之間形成較大的電位差，帶來(lái)能量密度高的電芯設(shè)計(jì)；同時(shí)帶電離子嵌入脫出對(duì)電極電位影響小，則充放電過(guò)程，不會(huì)有過(guò)大的電壓波動(dòng)，不會(huì)給系統(tǒng)內(nèi)的其他電氣帶來(lái)不利影響。

第二，材料含鋰量高且鋰離子嵌入脫嵌可逆。這是高容量的前提。有些正極材料，理論容量很高，但是有一半的鋰離子，第一次嵌入以后就失去了活性。這樣的材料，是無(wú)法投入商用的。

第三，鋰離子擴(kuò)散系數(shù)大，鋰離子在材料內(nèi)部的移動(dòng)更迅速，嵌入和脫嵌的能力強(qiáng)。是影響電芯內(nèi)阻的因素，也是影響功率特性的因素。

第四，材料比表面積大，有大量的嵌鋰位置。表面積大，鋰離子的嵌入通道相對(duì)較短，則嵌入和脫嵌更容易。通道淺的同時(shí)，嵌鋰位置還要充足。

第五，與電解液的相容性和熱穩(wěn)定性好，這點(diǎn)是出于安全性考慮。鋰電池正極材料與電解液不容易發(fā)生反應(yīng)，以及在較高溫度下依然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定并且仍然不易與電解液反應(yīng)。這樣的材質(zhì)，不會(huì)為電芯額外的熱積累提供熱量，可以減少電芯進(jìn)入自生熱階段的概率。

第六，材料易得，且加工性能好。成本低，材料容易加工成電極，且電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，是材料得到推廣應(yīng)用的有利條件。

鋰電池正極材料價(jià)格趨勢(shì)

說(shuō)到鋰電池正極材料價(jià)格,我們第一個(gè)會(huì)想到的就是鋰電池價(jià)格,其實(shí)鋰離子正極材料價(jià)格占比鋰電池中的重要一環(huán),經(jīng)過(guò)計(jì)算,預(yù)計(jì)鋰電池正極材料價(jià)格占比約25%~35%之間,根據(jù)不同的公司不同的配比,其比例也不盡相同。

不同的鋰電池其中的正極材料不同,有磷酸鐵鋰,錳酸鋰,鈷酸鋰,鎳鈷錳酸鋰,鎳鈷鋁酸鋰,其中添加的正極材料不同,其價(jià)格也不一樣。2016年三元鋰電池材料大概的價(jià)格在16萬(wàn)元/噸,鈷酸鋰的價(jià)格大約在19萬(wàn)元/噸,錳酸鋰的價(jià)格大約在5萬(wàn)元/噸,磷酸鐵鋰電池的價(jià)格在11萬(wàn)元/噸。

2017年三元材料價(jià)格在20萬(wàn)元/噸,鈷酸鋰的價(jià)格在40萬(wàn)元/噸,磷酸鐵鋰的價(jià)格在7.5萬(wàn)元/噸,錳酸鋰的價(jià)格在5萬(wàn)元/噸。整體上來(lái)說(shuō),鋰電池正極材料的價(jià)格呈現(xiàn)上坡式增長(zhǎng),增長(zhǎng)最快的時(shí)候應(yīng)該在2017年.增漲最慢要輸2016年,2019年價(jià)格將會(huì)慢慢升高。

總結(jié)：正極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵材料之一，在動(dòng)力電池的構(gòu)成成本當(dāng)中,正極材料的成本超過(guò)40%,所以如何降低正極材料的成本成為關(guān)鍵。