正极材料是锂电池的核心材料之一，是决定电池性能的关键因素，对产品最终的能量密度、电压、使用寿命及安全性等有着直接影响，也是锂电池中成本最高的部分，约占整个动力电池电芯成本的30%~40%。    

    【产品名片】 

    什么是“三元”正极？       

    目前锂电池市场上，三元正极与磷酸铁锂平分秋色，其他正极材料在动力电池领域已基本被淘汰。其中，磷酸铁锂安全性高、成本低，但能量密度不高，是经济型车型主流材料，而三元正极材料能量密度高、续航里程长，面向高端车型应用，也是未来发展的主流趋势。

    所谓“三元”是指镍钴锰（或铝）3种元素，在三元正极材料（铁钴锰酸锂）中，这3种元素具有不同的作用。其中，

    1.镍可以提高材料的充放电比容量；

    2.钴可以提高材料的倍率性能；

    3.锰(铝)可以提高材料的安全性和结构稳定性。

    不同镍、钴、锰(铝)元素的比例可以形成不同牌号的三元正极材料。其中，镍是三元正极材料中具有电化学活性的主要组分。镍的含量越高，材料的能量密度越高。此外，镍含量越高的三元正极材料技术壁垒也越高，行业也一般用镍的含量作为技术先进性的区分标准。

    按照镍含量的不同比例，可以分为低镍、中镍和高镍三元正极材料，其中高镍三元正极材料一般是指镍元素含量≥80%的三元正极材料。

    高镍三元正极材料

    产品特点

    1.能量密度高

    高镍三元正极材料在目前使用正极材料中具有最高的能量密度，应用在动力电池中可以实现电动汽车500~1000公里的续航里程。

    2.循环寿命长

    采用高镍三元正极材料的动力电池可以实现10年的使用寿命。

    3.充放电速度快

    快速充电只需要10~15分钟，与燃油车加油时间相当；放电速度快，可以使电动汽车拥有强悍的加速能力。

    4.材料成本低

    与中低镍三元正极材料相比，减少了高价钴元素的使用，性能提升的同时材料成本降低。而且，它可被循环利用，进一步降低材料使用成本。

    5.低温性能好

    冬天或者低气温地区同样适用。

    【市场情况】

    作为动力电池正极材料主要技术路线之一，三元正极材料行业出货量也呈快速增长态势：2021年全球三元正极材料出货量达71.8万吨，比上年增长71%；我国三元正极材料出货量达39.8万吨，比上年增长89.6%，2017~2021年复合增长率达41.3%。随着新能源汽车对于长续航里程、低成本等方面的需求提升，预计2025年全球三元正极材料市场需求将达到150万吨，其中高镍三元正极材料占比预计达到60%。

    【诞生记】

    高镍三元正极材料实现初步生产和销售

    2019年起，上海院开始了新型高镍三元正极材料的研究和开发工作。项目团队围绕高镍三元正极材料产业链，目前已经开发出多个牌号的高镍三元前驱体和高镍三元正极材料成品及其全流程工艺。

    已开发的高镍三元前驱体是高镍三元正极材料的基础，具有球形度好、粒径分布窄、振实密度高等特点。高镍三元正极材料具有能量密度高、循环稳定性好、充放电速率快等优势，产品主要指标处于国内先进水平，其中高镍三元前驱体在高校进行了试用，高镍三元正极材料实现了初步的生产和销售，在高端电动汽车等领域应用前景广阔。