锂电池相关政策陆续出台推动着产业上下游企业如雨后春笋般成立。锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成,正极材料在锂电池的总成本中占据40%以上的比例,并且正极材料的性能直接影响了锂电池的各项性能指标,所以锂电正极材料在锂电池中占据核心地位。
锂电材料中所使用的窑炉主要有推板炉、辊道炉、回转炉。一般情况下通气氛保护的材料用推板炉较多,气密性高,如石墨材料、磷酸铁锂材料。
使用领域较为广泛:锂电池在动力电池市场、消费电池市场和储能电池市场应用广泛。
锂离子电池的原材料:主要由正极、负极、隔膜、电解液、铜铝箔、结构件等构成。
正极材料:为层状过渡金属氧化物,正极是整个电池中可嵌脱锂离子的来源;
负极材料:一般为碳素材料(石墨等)和非碳材料,负极是锂离子的受体。
成本拆分:根据真理研究数据,正极材料成本约占总成本的35%,负极材料占总成本的比例约12%。
负极材料:用途与分类碳类材料是传统的锂电池负极材料。根据材料性能可以再细分为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球与 石墨烯等。碳类材料合成方法简单、循环寿命长等优点,是现阶段应用广泛的负极材料。根据转化为石墨的容易程度,可以将非石墨电极分为硬碳和软碳。软碳与电解液相性很好,但充放 电不可逆容量高,输出电压较低,所以一般不直接做负极材料。
正极材料常用工艺:高温固相反应在锂离子电池无机电极材料的制备中,常使用的是高温固相反应。高温固相反应:指包括固相物质的反应物在一定的温度下经过一段时间的反应,通过各种元素之 间的相互扩散,发生化学反应,生成一定温度下结构稳定的化合物的过程,包括固—固相反应 、固—气相反应和固—液相反应等。即使是采用溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法和溶剂热法等,通常仍需要在较高的温度下进行固相 反应或固相烧结。这是因为锂离子电池的工作原理要求其电极材料能够反复地嵌入和脱出Li+,因 此其晶格结构有足够的稳定性,这就要求活性材料的结晶度要高,晶体结构要规整。这是低 温条件下很难达到的,因此目前实际所用的锂离子电池的电极材料基本上都是经过高温固相反应 获得的。
锂电正极材料市场新增产能的规划将进一步带动锂电正极材料用辊道窑市场增长。
锂电正极材料用辊道窑由驱动系统、材料系统、电气系统和排气系统等组成,其中驱动系统是辊道窑核心组成部分。锂电正极材料用辊道窑又可分为空气窑和气氛窑,中低镍三元正极材料、锰酸锂正极材料以及钴酸锂正极材料主要采用空气窑进行烧结,磷酸铁锂正极材料主要采用氮气气氛窑进行烧结,高镍三元正极材料则采用氧气气氛窑烧结。