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鋰電池原材料的掌上明珠—鈷有什麼作用?

來源:188金宝搏app苹果下载   日期:2020-08-25 09:04  瀏覽量:

鋰電池原材料的掌上明珠—鈷有什麼作用?鈷作為戰略性金屬,擁有優良的物理、化學以及機械性能,是製造鋰電池材料的重要原料。伴隨著新能源汽車的快速發展,隨之拉動了新能源汽車行業對動力電池,以及電池生產原材料的強勁需求。為三元電池主要原材料的鎳鈷錳市場需求也必將隨之大幅增長。

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鋰電池原材料的掌上明珠—鈷資源有什麼作用?

鋰電池應用大行其道,雖然在新的礦業技術發展下,鋰原料不成問題,隻是鋰電池可不隻用到鋰,產業界認為與其擔心鋰,鈷與鎳更值得注意。

鈷是一種金屬元素,元素符號為Co。鈷具有很好的耐高溫、耐腐蝕、磁性性能,廣泛應用於高溫合金、硬質合金、陶瓷顏料、催化劑、電池等行業。鈷資源多伴生於銅鈷礦、鎳鈷礦、砷鈷礦和黃鐵礦礦床中,獨立鈷礦物極少,陸地資源儲量較少。所以鈷是一種非常稀缺的小金屬資源,素有“工業味精”和“工業牙齒”之稱,是重要的戰略資源之一。

鈷廣泛應用於高溫合金、硬質合金、陶瓷顏料、催化劑、鋰電池等行業,其中高溫合金、硬質合金、鋰電池是鈷的三大主要應用行業,三大行業的鈷總消費量占比超過70%以上。

鈷最主要的用途是用於鋰電池,鋰離子電池的核心之一是正極材料,其中要用到鈷酸鋰。鈷酸鋰屬於固體電解質,具有高能量密度和環保安全性等特點。

鈷主要用於三元鋰電池的正極材料,可以明顯提升鋰電池的能量密集度。三元鋰電池的鈷已是近幾年鈷消費的主要增量需求。在三元材料電池中鈷可以穩定材料的層狀結構,而且可以提高材料的循環和倍率性能。目前新能源汽車三元鋰電池占鈷的消費需求約為15%,是鈷應用的最大增量行業。

作為三元鋰電池的正極材料之一,鈷由於其稀缺性成為戰略性的稀有金屬資源,全球66%的鈷產量都出自政局不穩定的剛果(金),導致其儲量有限、價格攀升,成為新能源汽車發展的掣肘。因此,汽車廠商以及電池企業都在研發降低鈷在三元鋰電池材料配方中的比例,一些企業甚至已經開始研發無鈷電池,隻是目前看來,無鈷化解決方案尚難以實現。

無論是3C消費電子,還是新能源汽車三元電池,2020-2022年都將保持增長趨勢,其中新能源汽車三元電池將保持快速增長趨勢。這都將極大促進鈷的需求增長。

生產鋰電池主要用到哪些原材料?

鋰電池材料構成主要有:正極材料、負極材料、隔膜、電解液。

1.在正極材料當中,最常用的材料有鈷酸鋰,錳酸鋰,磷酸鐵鋰和三元鋰電池材料(鎳鈷錳的聚合物)。正極材料占有較大比例(正負極材料的質量比為3:1~4:1),因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。

2.在負極材料當中,目前負極材料主要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負極材料,以及其他的一些金屬間化合物等。負極材料作為鋰電池四大組成材料之一,鋰電池廠家在提高電池的容量以及循環性能方麵起到了重要作用,處於鋰電池產業中遊的核心環節。

3.市場化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)為主的聚烯烴(Polyolefin)類隔膜。鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界麵結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

4.電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配製而成的。電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證。

總結:無論是鎳還是鈷,就單純的地球的含量而言,都十分豐富多彩,用鋰元素跟鈷元素生產加工製造出來的鋰電池自然也是各有千秋。未來鈷企業要發展必須要要在控製資源構成壟斷的背景下,在發展好產業配套冶煉技術的情況下,吃下整個鋰電池行業的中上遊。

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