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便攜式數(shù)碼鋰電池中首先使用的鋰電正極材料是鈷酸鋰，它能量密度高，但安全性較差、由于戰(zhàn)略小金屬鈷占比較大，成本也比較高，因此不適合應(yīng)用于車(chē)用動(dòng)力鋰電。車(chē)用動(dòng)力電池上首先得到應(yīng)用的正極材料是錳酸鋰和磷酸鐵鋰。錳酸鋰安全性較好，但是存儲(chǔ)性能差，能量密度低，因此主要應(yīng)用在大巴車(chē)，或者與多元材料摻混使用。磷酸鐵鋰安全性和循環(huán)性能相對(duì)優(yōu)異，但能量密度低、低溫性能差，在市場(chǎng)化乘用車(chē)的應(yīng)用上受到較大限制。

多元材料與其他正極材料相比，性能表現(xiàn)比較均衡，具有克比容量較高，循環(huán)性能優(yōu)異的特點(diǎn)，但多元材料從材料本征上來(lái)說(shuō)安全性較差。多元材料鎳可以調(diào)配鎳鈷錳（鋁）3種元素的比例，根據(jù)鋰電池實(shí)際的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)強(qiáng)化不同的性能要求，靈活性很強(qiáng)，多元材料被眾多鋰電和材料專(zhuān)家認(rèn)定為未來(lái)主要的車(chē)用動(dòng)力鋰離子電池正極材料。

1. 動(dòng)力鋰電正極材料集中于多元材料，向單晶化和高鎳發(fā)展

能量密度、成本、循環(huán)壽命是國(guó)際動(dòng)力電池通用的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。從替代燃油車(chē)的角度來(lái)看，里程焦慮問(wèn)題不可回避。因此，如何提升能量密度以及加快充電速度是目前車(chē)用動(dòng)力鋰電池最大的難題。

多元材料鎳（Ni）、鈷、錳元素比例可以調(diào)整，且隨著鎳含量提高，材料克比容量提高，電池的能量密度也不斷提升。同時(shí)由于鈷原料的成本較高,鈷價(jià)波動(dòng)振幅也較大，導(dǎo)致高鈷低鎳的多元材料的成本居高不下，鋰電企業(yè)為了降低成本和尋求更高能量密度的材料，傾向于采用N i含量比較高的NCM622,NCM811和NCA。

常規(guī)多元材料的電池工作電壓是4.2V，動(dòng)力鋰電及正極材料企業(yè)希望可以將工作電壓提升到4.35 ～4.4V以提高電池能量密度。未經(jīng)優(yōu)化處理的鋰電多元材料在高工作電壓條件下，由二次粒子團(tuán)聚而成的多元材料多次循環(huán)后會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在電子顯微鏡下觀(guān)察可以發(fā)現(xiàn)材料的一次粒子界面出現(xiàn)了粉化或分離，因此鋰電池的內(nèi)阻變大、容量迅速衰減，循環(huán)曲線(xiàn)出現(xiàn)跳水。高端的鋰電多元材料綜合使用摻雜和多元化包覆工藝, 減小材料與電解液之間的副反應(yīng)，確保在高電壓下二次顆粒多元材料結(jié)構(gòu)亦可穩(wěn)定存在,不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)坍塌。另外,材料廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)出另一種單晶型高電壓多元材料，這種材料具有較好的層狀結(jié)構(gòu)，從而提高材料在高電壓下的循環(huán)性能。在3 ～4.4V工作電壓下，可以提高鋰離子傳遞效率，多元材料的放電比容量可提升15%以上。

2. 小型鋰電正極材料向高電壓低鈷化方向發(fā)展

小型數(shù)碼市場(chǎng)側(cè)重鋰電能量密度和安全性。在高電壓鈷酸鋰的工作電壓持續(xù)提升至4.45 V以后，高電壓多元材料也成為數(shù)碼鋰電池正極材料發(fā)展的主要研究方向。傳統(tǒng)的能量密度提升方案主要是通過(guò)提升鈷酸鋰電池的工作電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)；鈷酸鋰的充電電壓從4.2V一路攀升至4.5V。4.5 V高電壓鈷酸鋰的產(chǎn)業(yè)化，是鈷酸鋰技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。4.5V@185mAh/g鈷酸鋰的工作電壓和容量發(fā)展接近極限。4.35V高電壓鈷酸鋰的改性原理主要是摻雜改性；而4.5V高電壓鈷酸鋰突破了在火法段進(jìn)行包覆和摻雜的傳統(tǒng)技術(shù)方案，開(kāi)始從體相進(jìn)行摻雜，并結(jié)合表面包覆。這樣的方案使得改性鈷酸鋰在高電壓體系下結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，循環(huán)壽命更長(zhǎng)。

近兩年來(lái)鈷價(jià)格走出了暴漲暴跌的行情,振幅高達(dá)200% ,含鈷量占質(zhì)量百分比60%的鈷酸鋰承受了巨大的成本考驗(yàn), 鋰電廠(chǎng)商紛紛尋求低鈷和無(wú)鈷的低成本正極材料解決方案。部分可以用多元材料直接替換鈷酸鋰的領(lǐng)域，如筆記本圓柱形鋰電已基本全部替換成多元材料。而在一些智能手機(jī)和平板電腦軟包電池項(xiàng)目，鋰電廠(chǎng)商開(kāi)始在4.40 V以下的產(chǎn)品中逐漸采取鈷酸鋰摻混多元材料的方式，達(dá)到降成本的目的。可以想見(jiàn)，多元材料替代鈷酸鋰的技術(shù)日趨成熟，多元材料的應(yīng)用將更為廣闊，而且這種低成本替換將是不可逆的。

3. 儲(chǔ)能鋰電正極材料

世界范圍內(nèi)儲(chǔ)能電池目前大量使用的鉛酸電池，能量密度都在50 ～60Wh/ kg ,鋰電池和這些電池相比在能量密度上都可以達(dá)到100Wh / kg，所以鋰電池的循環(huán)壽命和成本是鋰電池是否可以替代鉛酸電池的關(guān)鍵。磷酸鐵鋰相對(duì)其他鋰離子電池密度較小，但是它成本低，安全性高，電池壽命較長(zhǎng).從循環(huán)壽命和未來(lái)成本的降低空間看，磷酸鐵鋰是比較有潛力的儲(chǔ)能電池正極材料。

錳酸鋰和多元材料主要使用在UPS移動(dòng)電源和對(duì)電池的能量密度有所要求的特殊儲(chǔ)能和家庭儲(chǔ)能領(lǐng)域。如特斯拉的儲(chǔ)能墻(Power Wall)就是采用了多元材料體系。