中国锂二次电池正极材料的发展趋势和产业特点

   

一、锂离子电池正极材料发展

对锂离子电池而言，其主要构成材料包括电解液、隔离膜、正负极材料等。一般来说，在锂离子电池产品组
成成分中，正极材料占据着最重要的地位，正极材料的好坏，直接决定了最终二次电池产品的性能指标。
而正极材料在电池成本中所占比例可高达

40％左右。

目前正极材料中，以过渡金属氧化物所表现出的性能最佳，主要有层状盐结构的锂钴氧化物

(LiCoO2)、层

状盐结构的锂镍氧化物

(LiNiO2)以及尖晶石型(LiMn2O4)和层状盐结构(LiMnO2)的锂锰氧化物。从合成

工艺上控制材料结构的规整性和稳定性是获得比能量高、循环寿命长的锂离子电池的关键。

(1)锂钴氧化物 LiCoO2 的理论容量为 274mAh/g，实际容量已达到 155mAh/g 左右。目前几乎所有的商
品化锂离子电池都采用钴酸锂作为正极材料，其平均工作电压高达

3.7V，具有放电平稳，适合大电流放

电、比能量高、循环性好等优点。但是，由于钴资源匮乏、价格高，从而大大限制了钴系锂离子电池使用范
围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面，人们基本上已经放弃了使用钴酸锂作正极材料的研究开发，
将注意力转向了镍酸锂和锰酸锂材料的研究。

(2)锂镍氧化物 LiNiO2 的理论容量为 274mAh/g，实际容量已达 190~210mAh/g  

， 工作电压范围为

2.5~4.2V，具有较好的高温稳定性，自放电率低，无污染，与多种电解液有着良好的相容性，是一种很
有前途的锂离子电池正极材料。

(3)锂锰氧化物与镍和钴相比，锰具有低价格、高品质，资源丰富的优势，所以尽管尖晶石结构的锰系正极
材料理论能量密度较钴系

LiB 低，但是锰锂具有其它正极材料所不可比拟的物理和化学性质，这种特性使

得锰系

LiB 的热安全性极好且耐过充电，因此该类电池的安全保护回路可以大大简化，从而降低了成本。

这在用于电动汽车电源和大型储备电源方面其特性能够得到更加充分体现，也使汽车动力电池成本在经
济上能够被接受，因而发达国家都在加紧研究和开发新一代锰酸锂正极材料。

二、锂离子二次电池正极材料产业特点

(1)以高技术平台为起点高速发展
进入新世纪以来，以锂离子二次电池正极材料和锂离子二次电池生产为代表的中国新能源产业高速发展，
受到全球的注目。位于北京中关村科技园区的中信国安盟固利电源技术有限公司

(MGL)在中国中信集团、

北京大学以及北京市政府的支持下，以一批海内外高新技术人才为核心力量，高起点、高速度的建设和发
展，三年来产品生产与销售收入连续翻番，不仅为支持国内锂电池产业的发展作出了重要的贡献，而且
促使全球性电子与信息产业的发展也起了积极的作用。

(2)以产学研结合为基础保证持续不断创新
中国中信集团公司与北京大学在北大共同建设应用化学实验室，以此为基础跟踪与研究新能源材料领域
前沿科学，为技术的不断创新和人才的培养打下了基础，发现新的合成方法与探索合成反应机理，有目
的的合成各种新型材料，研究这些新材料的化学与物理性质并探讨其用途，是实验室的宗旨。企业高起点
的建立现代化的技术开发研究中心，有机的与基础研究紧密配合，重视研究开发与技术创新，是企业能