锂离子电池三元正极材料现状及发展趋势

吴艳华

（有色金属技术经济研究院有限责任公司，北京 100080）

1 引言

新能源汽车是应对当前能源危机、环境污染和汽车产业转型升级的有效途径，其续航里程、使用寿命和安全性等是人们关注的重点，这主要取决于动力锂离子电池，其中，正极材料更为关键[1]。新能源汽车用动力锂离子电池选用的正极材料主要有锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）和镍钴锰酸锂（NCM）三元正极材料。近年来，镍钴锰酸锂三元正极材料以其高容量、高能量密度等优势越来越受到市场的青睐[2]。根据组成元素中镍、钴、锰含量的不同主要可分为NCM523型、NCM622型、NCM811型三类，三种材料各自的制备工艺、产品指标、产品性能存在很大的区别。表1是国内外主流的电池供应商选用的锂离子电池材料种类，从表1可以国内外的主流电池供应商都选用了镍钴锰三元正极材料，少数电池供应商还同时选用了镍钴铝酸锂（NCA）、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料。

2 三元正极材料的性能指标

为了规范锂离子电池正极材料市场，中国有色金属协会发布了3项锂离子电池正极材料团体标准，T/CNIA 0043-2020《NCM 523型 镍钴锰酸锂》、T/CNIA 0044-2020《NCM 622型镍钴锰酸锂》、T/CNIA 0045-2020《NCM 811型镍钴锰酸锂》。镍钴锰三元正极材料根据产品微观形貌的不同，分为团聚型和单晶型，团聚型的微观形貌为球形或类球形，单晶型的微观形貌为单一颗粒，单晶型因高循环、高安全性成为2018年国内三元正极材料市场所追捧的一匹“黑马”，单晶型产品在三元材料中的占比，从2018年初的19%一路上升至30%。镍钴锰三元正极材料根据产品性能特点不同，分为常规型、高倍率型、高压实型、高电压型四种类型。……