摘要：锂离子动力电池作为新一代环保、高能电池，已成为目前新能源汽车用动力电池主流产品。锂离子动力电池主要构成材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜等，这些原材料成本约占电池成本 70% 左右。因此，国内锂离子动力电池及其材料生产企业近年来加大研发投入力度。基于对国内主要动力电池及相关材料企业调研数据，总结了车用锂离子动力电池正极材料、负极材料、电解液及隔膜等关键材料技术现状，并分别分析了发展趋势。
关键词：新能源汽车；锂离子动力电池；关键材料
目前，适合作为新能源汽车动力源的电池主要有铅酸蓄电池、氢镍动力电池以及锂离子动力电池 。受政策影响，国内车用氢镍电池企业多数处于观望或者转型中，锂离子动力电池有重量轻、比能量和比功率高、体积小、循环寿命长、无记忆性等诸多优点，同时拥有较大技术提升和成本下降空间，已成为目前新能源汽车用动力电池主流产品。锂离子动力电池材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜及铜箔铝箔等辅助材料。其中正极材料、负极材料、电解液、隔膜作为最核心部分，直接决定着电池容量和安全性，占锂离子动力电池成本的 70%左右。基于近期对国内主要动力电池及其材料企业调研数据，对上述车用锂离子动力电池关键材料技术的现状进行了总结，并分别分析了发展趋势。
1 正极材料现状及发展趋势
锂离子动力电池充放电过程中，正极材料不仅提供正负极嵌锂化合物往复嵌入、脱出所需要的锂，而且还负担负极材料表面形成固体电解质界面膜（简称 SEI 膜）所需的锂 [2] 。目
前国内锂离子动力电池正极材料已从单一的钴酸锂拓展到钴酸锂、锂钴镍锰氧三元系、尖晶石锰酸锂、磷酸铁锂等多种材料并存，但并非都适用于新能源汽车动力电池，如钴酸锂成本
较高、安全性较差，应用领域主要局限在普通消费类电池，很难应用到动力电池中。
1.1锂离子动力电池正极材料现状
磷酸铁锂比能量低，难以满足动力电池对高比能量的需求，日韩企业多采用比能量更高的锰酸锂和三元材料等材料。我国锰酸锂生产厂商主要有盟固利、玉溪汇龙、天津巴莫、大连太阳、北京当升等。三元材料和尖晶石锰酸锂材料的安全性不如磷酸铁锂，我国企业主要采用磷酸铁锂技术路线。国内批量生产磷酸铁锂的企业主要有斯特兰、比亚迪、湖南瑞翔、北大先行、国轩、贝特瑞等。
1.2锂离子动力电池正极材料的发展趋势
未来正极材料的发展趋势主要如下：
(1)高安全性、高比能量正极材料的开发。主要包括磷酸盐和硅酸盐正极材料。新型磷酸盐保持了磷酸盐正极材料的高安全特性，比能量有较大提高，但导电性差，且其较高的电位使得现有电解液难以满足其应用需要。新型硅酸盐具有较好安全性，但电子电导率和离子电导率均较低，因此倍率性能和低温性能较差。
(2)高功率、高比能量正极材料的开发。主要包括尖晶石型高电压正极材料和层状富锂氧化物正极材料。尖晶石结构和层状结构均能提供锂离子快速脱 / 嵌通道，能实现高功率充放电。
由上可见，未来的新材料虽各具优点，但多与现有电池体系相容性较差，因此须结合正极、负极、电解液等材料整体考虑，从体系创新角度发挥其性能。
2 负极材料现状及发展趋势
锂离子动力电池负极是由负极活性物质、粘合剂及添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压等过程制成，目前负极材料已从单一的人造石墨发展到天然石墨、中间相炭微球、人造石墨为主，硬碳、钛酸锂、SiC 合金等多种负极材料共存的局面 2.1 车用锂离子动力电池负极材料现状
天然石墨成本低、资源丰富、能量密度高，目前国内一些主流动力电池企业均采用天然石墨或者天然石墨与其他负极材料混合方式作为动力电池负极材料。人造石墨与天然石墨复合也已被许多电池厂家所应用，但人造石墨须经过高温石墨化，未来成本下降空间不大，极大限制了在动力电池领域的应用。中间相炭微球循环性能好，具有良好的倍率特性，但工艺复杂，成本较高，比能量较低。目前国内仅有贝特瑞、上海杉杉两家公司生产中间相炭微球。硬碳、无定性碳、钛酸锂、金属合金等新型负极材料目前已处于试用阶段、
2.2 车用锂离子动力电池负极材料发展趋势
负极材料将继续朝低成本、高比能量、高安全性的方向发展：
(1)低成本、高性能石墨负极材料。在现有石墨材料基础上继续提高功率密度和安全性，大规模降低成本，以满足现有电动汽车的需求。
(2)高比能量负极材料。包括硅基负极、锡基负极材料。比能量和安全性远超过现有石墨类材料，循环性能较差，体积膨胀效应严重。
(3)高功率密度、高安全性负极材料。主要以钛酸锂、硬碳为代表。功率特性和温度特性较好，能够实现锂离子快速脱 /嵌而不析锂，目前比能量较低，与现有电解液体系匹配性较差，成本较高。
3总结
车用锂离子动力电池性能很大程度上取决于自身材料性能，基于新型材料开发及综合技术的进步，锂离子动力电池的正极材料、负极材料、电解液、隔膜等材料近年来都有了长足
发展。本文在对我国车用锂离子动力电池产业技术与发展现状进行广泛深入调研基础上，综述了各原材料的技术现状，并尝试分析其发展趋势，为加强我国新能源汽车关键零部件产业管理，规范和引导我国动力电池产业的健康发展提供了重要依据。
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