三元材料市场分析-曾跃武

在小型化上无优势， 在小型化上无优势 ，即不适用小轿车， 即不适用小轿车 ，但可适用于大巴。 但可适用于大巴 。这可能与
NCM333 NCM 333、NCM NCM523 523兼具高容量高倍率的特点有关 兼具高容量高倍率的特点有关， ，值得大家思考 值得大家思考。 。 坚持镍钴锰三元动力电池路线的厂家 电池厂商 三洋电机 PEVE GS汤浅 HVE 住友化学 股东厂商 三洋 丰田、松下 汤浅 日立、神户电机 住友化学
宁波金和新材料股份有限公司
三元材料市场行情 材料市场行情
2011 年 年三元材料 元材料 NCM NCM523 523 的市场占有率将有较大的上升 的市场占有率将有较大的上升， ， 一是归因于 是归因于 523材料本身具有的高容量和低成本优势 材料本身具有的高容量和低成本优势， ，二是归因于锂电企业对该材料 应 用 逐 步 走 向 成 熟 。 预 计 2011 年 国 内 NCM NCM523 523 材 料 需 求 将 达 到 3000~ 3000 ~4000吨。 三元材料市场影响因素 （1）钴的价格 （2）技术推动
钴价强劲 钴价乏力 新品技术 未成熟 钴价乏力 新品技术 逐步成熟 钴价乏力 新品技术 成熟
2008年火爆 的三元市场
被动型增长
2009年低迷 的三元市场
2010年逐步抬 升的三元市场
2011年上升发 展的三元市场
主动型增长
宁波金和新材料股份有限公司
三元材料成长前景 材料成长前景
三元材料逐步挤压钴酸锂市场
锂电池正极材料市场应用现状 锂电池 极材料市场应用 状
LiCoO2 LiNiCoMnO2
MP3/MP4 照相机等
手机
低端：LiMn2O4或 LiMn2O4 + LiNiCoMnO2 中高端：LiCoO2或 LiCoO2+LiNiCoMnO2
LiMn2O4 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
电动工具
高温烧结
获得三元成品Li(NixCoyMnz)O2 三元成品Li(NixCoyMnz)O2电镜照片
三元正极材料发展趋势 极材料发展趋势
1.向高容量和低成本方向发展
高能量密度是锂电池追求的 永恒目标，三元正极材料 LiNixCoyMnzO2 LiNixCoyMnzO 2(0<x< <x<1 1, 0<y< <y<1 1, 0<z<1 <z<1,x+y+z= ,x+y+z=1 1) 中 的 Ni 、 Co 、 Mn三者不同比例的组合为我们提 供了极大的发挥空间， 供了极大的发挥空间 ， 在三元体 系中， 系中 ， 随着 Ni 组分的增加 组分的增加， ， 容量 不断提高， 不断提高 ，同时因 Co的含量减少 的含量减少， ， 材 料 成 本 也 随 之 下 降 。 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM (NCM622 622) )， (NCM811 811) )， LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA) 等 高 Ni 组分材料目前正处于开发或试用 阶段。 阶段 。
LiNi0.5Co0.5Mn0.5O2
3.5~3.6
150~155
宁波金和新材料股份有限公司
3.三元材料制备流程
Ni盐、Co盐、 Mn盐
湿法共沉淀
获得三元前躯体(NixCoyMnz)(OH)2
三元前躯体(NixCoyMnz)(OH)2电镜照片
(Ni C M )(OH)2+Li2CO3/LiOH混合 (NixCoyMnz)(OH)2+Li2CO3/LiOH
宁波金和新材料股份有限公司
2.当前市场化主流三元材料种类
化学式 式 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
简称 压实密度 1C放电克容 简 (g/cm3) 量(mAh/g) 333 或 111 523 3.5~3.6 140~145
主要特点 循环性能优异、安 全性高 倍率性能 全性高、倍率性能 优良 容量高、循环性能 优良 安全性好 优良、安全性好、 倍率性能好
宁波金和新材料股份有限公司
锂离子电池对正极材料性能的要求
高安全性 优良的高 低温性能
高体积 比能量
高一致性
正极材料
高倍率性 低成本
宁波金和新材料股份有限公司
长循环寿命
当前锂离子电池主要正极材料
三三元（镍钴酸锂） 三
镍 锂 钴酸锂
磷酸铁锂
宁波金和新材料股份有限公司
锰酸锂锂
锂电池各种正极材料性能比较
1.成本优势 2.更高的容量 3.发展空间大 (1) 在三元 在三元LiNi LiNixCoyMnzO2(0＜x,y,z＜ x,y,z＜1 ， x+y+z= x+y+z=1) 中 ， 可以通过调整 可以通过调整Ni Ni、 、 Co、 Co 、Mn Mn三者的比例关系 三者的比例关系， ，设计出符合不同电化学性能和价格需求的锂电 池，因此具备广阔的应用市场 因此具备广阔的应用市场。 。 (2)NCM )NCM推向市场仅 推向市场仅3 3 年左右 年左右， ， 在材料制备和电池应用工艺方面目前不如钴 酸锂成熟， 酸锂成熟 ，但该材料在今后的技术改进与应用发展空间仍有相当大的潜 力可挖， 力可挖 ，尤其体现在 尤其体现在18650 18650型号 型号≥ ≥2600毫安时容量的电池更具优势 2600毫安时容量的电池更具优势。 。 随着NCM 随着 NCM技术不断的进步 C 技术不断的进步， 技术不断的进步，及新品的推广 及新品的推广， ，NCM NCM市场份额会越来越大 C 市场份额会越来越大, 市场份额会越来越大, 再加上笔记本电脑的普及和IT 再加上笔记本电脑的普及和 IT新产品的不断推出 新产品的不断推出， ，未来 未来2 2-3年NCM NCM在容量 在容量 型锂电池市场将会有较大幅度的增容， 型锂电池市场将会有较大幅度的增容 ，挤压钴酸锂的市场份额。 挤压钴酸锂的市场份额。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
正极材料市场 笔记本电脑
LiCoO2
LiCoO2+LiNiCoMnO2
电动自行车
LiMn2O4
电动汽车
LiMn2O4试验阶段 LiFePO4试验阶段
LiNiCoMnO2试验阶段 宁波金和新材料股份有限公司
三元正极材料发展状况
1. 三元正极材料是继钴酸锂之后发展起来的一类 性能高、价格低的新型锂电正极材料
宁波金和新材料股份有限公司
三元材料成长前景
三元在动力电池成长的可能性
1 在电动工具方面，作为小功率锂电池会占有一份市场。 1.在电动工具方面，作为小功率锂电池会占有一份市场。 1. 在电动工具方面 作为小功率锂电池会占有 份市场 目前NCM333 目前 NCM333材料在 材料在18650 18650型小功率锂电池上已得到普遍使 型小功率锂电池上已得到普遍使 用，NCM523 用， NCM523已处于开发试用阶段 NCM523已处于开发试用阶段。事实上也为 已处于开发试用阶段 事实上也为NCM 已处于开发试用阶段。事实上也为NCM 事实上也为NCM材料应 材料应 用到电动汽车上积累技术储备。 2.在电动汽车方面，取决于日本电池厂家对该材料的开发 2. 在电动汽车方面，取决于日本电池厂家对该材料的开发 和推广。尽管当前LiFePO4 和推广。尽管当前 LiFePO4的呼声很高，但在没有实践证 的呼声很高，但在没有实践证 明以前，NCM 明以前， NCM、 、LiMn2O4 LiMn2O4与 与LiFePO4 LiFePO4的机会是均等的，各有 的机会是均等的，各有 优势和缺陷，关键在于谁能率先突破技术难题，得到市 场的肯定。
三元材料市场分析
曾跃武 宁波金和新材料股份有限公司 2011年6月
宁波金和新材料股份有限公司
内容
锂离子电池对正极材料性能的要求 当前锂离子电池主要正极材料、及特性比较 三元正极材料发展状况 三元正极材料发展趋势 三元材料市场行情 三元材料成长前景 三元材料有待解决的问题 金和公司三元材料发展状况
（1）三元正极材料，即镍钴锰酸锂，化学式是 LiNixCoyMnzO2(0<x<1, 0<y<1, 0<z<1,x+y+z=1) （2）以镍和锰替代钴的成分，使得镍钴锰酸锂的成本低于钴酸锂。 ）以镍和锰替代钴的成分 使得镍钴锰酸锂的成本低于钴酸锂 （3）在镍钴锰酸锂中，锰的作用是稳定结构，不参与电化学反应；镍 的作用与钴相同，参与电化学反应，但对容量的贡献比钴大，所 以通常情况下，镍钴锰酸锂的容量高于钴酸锂。
180 170 1C C放 电 克 容 量 ( (mAh/g) 160 150 140 130 120 110 100 NCM333 NCM523 NCM622 NCM811 NCA
宁波金和新材料股份有限公司
三元正极材料发展趋势 极材料发展趋势
2. 往动力电池方向发展
目前国内普遍认为 动力型锂电池正极材料主要竞争将在 LiFePO 目前国内普遍认为动力型锂电池正极材料主要竞争将在 LiFePO4 4和 LiMn2 LiMn 2O4 二者之间 二者之间， ， 然而LiNiCoMnO2 (NCM) ( )却被日本锂电厂家看好 却被日本锂电厂家看好， ，他 们认为磷酸铁锂专利不是主要制约问题 认为磷酸铁锂专利不是主要制约问题， ，而是磷酸铁锂能量密度低 而是磷酸铁锂能量密度低， ，
性能 振实密度 (g/cm3) 比表面积m2/g 1C放电克容量 (mAh/g) 常温循环性能 电压平台（V） 过渡金属 原料成本 安全性 适用领域 优点 缺点 钴酸锂 LiCoO2 2.8~3.0 0.2~0.4 ~140 ≥500次 3.6 贫乏 很高 差 小电池 高体积比能量 密度 成本高 三元（镍钴锰酸锂） LiNiCoMnO2 2.0~2.3 0.3~0.6 140~170 ≥800次 3.5 贫乏 高 较好 小电池/小型动力电 池 高体积比能量密度、 成本相对较低 高温易涨气 锰酸锂 LiMn2O4 2.2~2.4 0.3~0.8 90~110 ≥300次 3.7 丰富 低廉 良好 动力电池 成本低 高温循环性能 差 磷酸铁锂LiFePO4 1.0~1.5 12~20 100~130 ≥2000次 3.2 非常丰富 低廉 优秀 动力电池 成本低、循环性能 好 体积比能量密度低、 制备控制难度大
宁波金和新材料股份有限公司
正极材料 镍钴锰三元 镍钴锰三元 镍钴锰 元 镍钴锰三元 镍钴锰三元 镍钴锰三元
三元材料市场行情
2008年原料钴价大幅飘升 年原料钴价大幅飘升， ，直接导致钴酸锂的价格随之飘涨， 直接导致钴酸锂的价格随之飘涨，为了降低 成本， 成本 ，增加利润 增加利润， ，迫使锂电企业尝试使用三元材料 迫使锂电企业尝试使用三元材料， ，由此 由此， ，三元材料第 一次进入快速发展阶段， 一次进入快速发展阶段 ， 此时三元材料为 NCM NCM333 333 ， 而 MCM MCM523 523 正处于 开发试用评价阶段。 开发试用评价阶段 。 2009年受原料钴贬价影响 年受原料钴贬价影响， ，钴酸锂与三元材料的成本差距大幅缩减， 钴酸锂与三元材料的成本差距大幅缩减，使 得三元材料 NCM NCM333 333 成本竞争优势不够明显 成本竞争优势不够明显， ， 而此时具备更高容量和低 价格的 NCM NCM523 523 在国内仍处于批量试用阶段 在国内仍处于批量试用阶段， ，其浆料的稳定性、 其浆料的稳定性 、高温涨 气等问题用原有的钴酸锂电池生产工艺难以适合， 气等问题用原有的钴酸锂电池生产工艺难以适合 ，因此 因此， ，三元材料国内 市场在 2009 年显得相对低迷 年显得相对低迷， ， 但日韩锂电企业由于技术上的优势 但日韩锂电企业由于技术上的优势， ， NCM523 NCM 523材料国外市场开始进入上升发展阶段 材料国外市场开始进入上升发展阶段， ， 尤其是韩国三星率先采 采 用NCM NCM523 523材料制备出低成本高性能2200 2200mAh mAh的18650电池 电池。 。 2010年尽管钴价格仍处于低位 年尽管钴价格仍处于低位， ，但由于NCM NCM523 523材料品质的稳定和提升 材料品质的稳定和提升， ， 以及电池制备工艺技术的发展， 以及电池制备工艺技术的发展 ， 三元材料 NCM NCM523 523相对钴酸锂的竞争优 势得到体现， 势得到体现 ，国内市场据有率逐步抬升 国内市场据有率逐步抬升。 。而日本 而日本、 、韩国一些知名电池厂 商已从 2010 年起全面施用三元材料 年起全面施用三元材料， ， 其中韩国三星在中国寻找确定 NCM523 NCM 523基体供应商的举动和每月要求 基体供应商的举动和每 要求300 300~ ~400吨的供货量可见一斑 吨的供货量 吨的供货量可见一斑。 斑。