锂电池材料简介
锂电池制造行业的上游为镍、钴、锰、锂等金属盐、添加材料及其他辅料供应商，中游为正极材料、负极材料、隔膜、电解液等材料制造商及锂电池制造商，行业下游为锂电池的终端应用领域，主要为以电动汽车为代表的动力锂电池领域、智能手机为代表的3C锂电池领域以及通信基站为代表的储能锂电池等三大领域。
二、锂电池成本构成
锂电池主要由正极材料、负极材料、电解液和电池隔膜四部分组成，其中主要成本构成如下：①钴酸锂：钴酸锂作为第一代商品化的锂电池正极材料，具有振实密度大、充放电 稳定、工作电压高的优势，在小型充电电池中应用广泛。但钴酸锂正极材料成本高（金 属钴价格昂贵）、循环性能差、安全性能差，近年来被三元正极材料替代部分市场份额。在超薄电子产品领域，因钴酸锂正极材料体积能量密度及倍率性能好等优势还无法实现替代。预计未来钴酸锂正极材料会朝高电压方向发展。
②锰酸锂：锰酸锂是除钴酸锂之外研究最早的锂电池正极材料，具有资源丰富、成本低、安全性能好等优点；但其较低的比容量、较差的循环性能，特别是高温循环性能使其应用受到了较大的限制。锰酸锂电池将主要在物流车，以及在注重成本、对续航里 程要求相对低的微型乘用车领域具有一定市场份额。
③磷酸铁锂：磷酸铁锂的出现是锂电池正极材料的一项重大突破，低廉的价格、环境友好、较高的安全性能、较好的高温性能，使其已形成了较广泛的市场应用。但其能量密度较低、低温性能较差，目前主要使用在商用车（客车）领域，在下游乘用车动力电池领域的应用不及能量密度更高的三元正极材料。
④三元正极材料：三元正极材料的一般分子式为 Li（NiaCobXc）O2，其中a+b+c=1， 具体材料的命名通常根据三种元素的相对含量而定。其中，当 X 为 Mn 时，指的是镍钴锰（NCM）三元材料；当 X 为 Al 时，指的是镍钴铝（NCA）三元材料。三种元素的不同配比使得三元正极材料产生不同的性能，满足多样化的应用需求。镍钴锰三元材料综合钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类正极材料的优点，存在明显的三元协同效应。相较磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料，三元材料的能量密度更高、续航里程更长。
从能量密度上来看，磷酸铁锂的理论比容量低于三元材料，但由于三元材料电池需要较为复杂的电池管理系统，这两种材料制成电池模组后其能量密度的差异有所减小。根据工信部于2021年发布的 3批新能源车型目录，搭载磷酸铁锂电池的新能源乘用车，平均模组能量密度可达 151.3Wh/kg；搭载三元材料电池的新能源乘用车，平均模组能量密度可达164.7Wh/kg。
从安全性上来看，三元材料通常在180摄氏度以上会出现自加热，在约200摄氏度发生分解并释放出氧气，在高温下电解液迅速燃烧，发生加剧连锁反应。磷酸铁锂的安全性能相对较好，在250摄氏度以上才会出现热现象，在700-800摄氏度时才会发生分解，且分解时不会释放氧分子，燃烧不如三元材料剧烈。因此，磷酸铁锂正极材料安全性较高。
从制造成本来看，钴盐、镍盐和锂盐是制备三元材料的主要原材料，其中钴盐、镍盐在我国的可开采储量较小，供应较为紧张，导致三元材料的生产成本较高。对于磷酸铁锂而言，主要原材料为锂源、铁源、磷源，由于铁源和磷源资源较为丰富，磷酸铁锂具有成本优势。
基于上述各自特点，在新能源汽车领域，磷酸铁锂正极材料早期主要应用于新能源商用车领域。三元材料能量密度相对较高，主要应用于新能源乘用车。
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