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高能量密度正极材料发展现状及未来发展趋势

一、四大正极材料发展历程

钴酸锂是从1991年开始，为了提升正极材料能量密度我们做了很多工作，

从电压最开始的4.2V、4.3V、4.4V、4.5V，到目前4.5V都在应用了，4.55V也

在研发。压实密度从最开始3.9g/cm3，到目前4.3g/cm3。对于电子类产品来说，

追求轻量化、便携式，轻薄化是未来持续的目标。

尖晶石锰酸锂材料，很早就在日本量产，当时在日产车上用的时候容量只有

80左右，为了解决锰溶出问题，在里面掺了大量的铝。经过这么多年的发展，把

体积的问题解决了，现在容量也提升至110mAh/g以上。

磷酸铁锂正极材料也是目前最火的正极材料，从第一代从2006-2008年开

始，第一代铁锂是铁红工艺，第二代到草酸亚铁，第三代是磷酸铁。其实代表这

三个容量，最开始就是130mAh/g左右的容量，到第二代草酸亚铁，2012-2013

年的140mAh/g，最近一代到150mAh/g。压实密度从2.0g/cm3开始到2.2g/cm3、

2.3g/cm3、2.4g/cm3、2.5g/cm3、2.6g/cm3，持续往前发展。这个过程是持续在

提升能量密度的过程，也见证了整个磷酸铁锂的发展。

三元最开始从NCM111到523，以镍为基础，现在基本上已经看不到111的

产品了，从111到523，再到622，8系、9系，在2012-2015年，我们送高镍样

品给客户评估，大家都在质疑这个材料匀浆的问题，没想到十年之后，这个材料

的应用已经非常广泛。三元高电压体系，除了镍功能以外，往高电压发展，性能

从4.2V到4.25V，包括现在4.4V在6系基本大规模应用，4.5V也在拓展。对于

正极材料来说，能量密度提升的追求是无止境的，一直在往前发展。

EV应用三大体系：

十年前磷酸盐体系，北汽最开始的车是200公里左右，到目前刀片电池解决

600~700公里的长续航里程。中镍从300多公里开始，到目前续航里程接近800

公里，整个体系变化非常大。高镍，从特斯拉400公里开始，现在大家都在谈

1000公里以上的续航里程。目前不同的车可以用不同的体系，从车辆来说，长续

航和轻量化以及大空间的体验始终是我们的主流追求。

高能量密度对比，把目前四种正极材料，磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、6系高电

压、9系正极材料做了对比，仅从净质量和净体积比能量看，高镍系正极是未来

高能量密度方向的重要选择。从总体来看，成本、安全是高镍系正极材料未来发

展的主要矛盾，如何解决是重要课题。

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二、思考

如何解决高镍成本问题？跟铁锂比，它的成本还是高的。从高镍系正极产业

链来看。从上游端镍矿开始。现在做到中间体这一部分，分为四大部分，高/低

冰镍、镍铁这是以前以青山和德隆为主的，是往镍铁不锈钢方向走的；这两年在

印尼最突出的技术就是高冰镍的技术。以前我们做硫酸镍的途径只有MHP这一条

路径，现在从这两年开始已经把低冰镍、高冰镍和镍铁这条路径基本打通了，包

括我们也是打通镍铁到硫酸铁的路径，所以整个硫酸镍产能不至于缺少。接下来

就是前驱体制备到正极材料烧结工艺的整个过程。

如何打造高镍正极成本优势？高镍正极成本比例，把锂按20万/吨计算的情

况下，目前锂占43%左右，镍占44%，前驱体和正极材料占到10%左右。锂越往下

降的时候，铁锂优势不明显，高镍因素反而更明显。

接下来重点要把镍的