朱素冰 李揚(yáng)超

“十三五”期間，我國動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域從基礎(chǔ)研究到具體應(yīng)用都取得了一系列顯著的創(chuàng)新成果，有力地支撐了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。那么，作為影響動(dòng)力電池性能和成本的關(guān)鍵材料——鋰電正極材料，也獲得了長足的進(jìn)步。

1? 鋰電正極材料終端應(yīng)用市場發(fā)展情況

“十三五”以來，動(dòng)力鋰電正極材料市場應(yīng)用增量發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入快車道。高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2020年我國正極材料產(chǎn)銷量約為51萬t，2020年正極材料產(chǎn)銷量比2015年產(chǎn)銷量約增加40萬t，約占全球鋰電正極材料產(chǎn)銷量的80%以上，穩(wěn)坐全球鋰電正極材料產(chǎn)銷國第一把 “交椅”。2021年上半年，我國正極材料產(chǎn)量約為41.2萬t，同比大幅增長，達(dá)成了2020年全年80%的產(chǎn)量。其中三元材料16.7萬t、鈷酸鋰4.6萬t、磷酸鐵鋰15.4萬t、錳酸鋰4.5萬t。

根據(jù)市場應(yīng)用領(lǐng)域劃分，鋰電池主要分為互聯(lián)網(wǎng)（IT）消費(fèi)電子、動(dòng)力鋰電和儲(chǔ)能鋰電等。市場上主要量產(chǎn)的鋰電正極材料為鈷酸鋰（LCO）、多元材料﹝鎳鈷錳酸鋰（NCM）、鋰鎳鈷鋁氧化物（NCA）和錳酸鋰（LMO）﹞及磷酸鐵鋰（LFP）等。

“十三五”期間，鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域從IT消費(fèi)電子市場逐漸向新能源汽車市場轉(zhuǎn)移。2016年左右，鋰電池最主要的應(yīng)用方向是IT消費(fèi)電子市場，隨著近幾年新能源汽車在我國政府的政策推動(dòng)下獲得了蓬勃的發(fā)展，2020年動(dòng)力鋰電池市場占所有應(yīng)用領(lǐng)域市場份額的比例已經(jīng)超過60%;全球鋰電企業(yè)主要分布在中日韓，2020年預(yù)計(jì)中國鋰電占據(jù)了全球鋰電市場份額的62%以上，排名第1（見圖1）。

IT消費(fèi)電子市場是最早的鋰電應(yīng)用市場，近幾年除了手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、電子煙、電動(dòng)工具等常規(guī)的應(yīng)用之外，更衍生出智能穿戴、機(jī)器人、無人機(jī)等市場應(yīng)用領(lǐng)域。

全球智能手機(jī)消費(fèi)量從2016—2020年出現(xiàn)逐年下降趨勢。受新冠疫情影響，2020年全年智能手機(jī)出貨量約為12.92億臺(tái)，同比下降5.9%。隨著5G手機(jī)的普及，2021年預(yù)計(jì)全球智能手機(jī)出貨量為13.5億臺(tái)，同比增長5%，5G智能手機(jī)占比將超過40%。2023年，預(yù)計(jì)全球智能手機(jī)出貨量達(dá)14.13億臺(tái)，5G智能手機(jī)占比將超過70%（見圖2）。

2019年，全球包括個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）、平板電腦在內(nèi)的個(gè)人計(jì)算設(shè)備的出貨量約為4.17億臺(tái)，結(jié)束了連續(xù)8年的縮減，同比上升2.7%。2020年，受到新冠疫情的影響，全球居家學(xué)習(xí)和辦公的需求增加，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）預(yù)計(jì)全年出貨量達(dá)到4.35億臺(tái)，同比上升4.3%（見圖3）。

2016—2020年，儲(chǔ)能鋰電市場需求復(fù)合增長率激增，2020年全球儲(chǔ)能鋰電市場需求接近20GWh，預(yù)計(jì)后續(xù)將會(huì)持續(xù)放大市場需求增幅。

2016—2020年，電動(dòng)汽車市場需求持續(xù)上升，2020年全球電動(dòng)汽車銷量達(dá)到312.5萬輛，同比上升41%;中國新能源汽車銷量136.7萬輛，同比上升10.9%。具體數(shù)據(jù)見圖4。

我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策對(duì)國內(nèi)動(dòng)力鋰電及正極材料的發(fā)展起到了巨大的支撐作用。“十三五”期間，我國政府不斷建立和完善新能源汽車相關(guān)法律法規(guī)，落實(shí)產(chǎn)業(yè)支持政策。中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策隨著時(shí)間的推移和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不同階段在逐漸變化，大致來說，可以分為行業(yè)孕育期、行業(yè)爆發(fā)期和行業(yè)成熟期3個(gè)階段，政府在不同的發(fā)展階段采取不同的政策引導(dǎo)。在孕育期，主要是通過各種規(guī)劃確定發(fā)展目標(biāo)，采用高額國家和地方補(bǔ)貼的財(cái)政手段來刺激消費(fèi);在行業(yè)爆發(fā)期，補(bǔ)貼政策持續(xù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展;在行業(yè)調(diào)整和成熟期，政府出臺(tái)了很多規(guī)范性政策，同時(shí)降低補(bǔ)貼力度，政府逐漸退出，通過市場手段和規(guī)律使電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)長期良性發(fā)展。

2014—2015年，中國新能源汽車產(chǎn)量增速超過350%，呈現(xiàn)產(chǎn)銷爆發(fā)式增長的趨勢。但是這種野蠻增長致使“泥沙俱下”，伴生著大量的騙補(bǔ)投機(jī)行為，資本一擁而上，爭相投向新能源產(chǎn)業(yè)，所有投資的利潤目標(biāo)都源自于對(duì)財(cái)政補(bǔ)貼的追求。

2? 國家積極培育動(dòng)力鋰電和材料明星企業(yè)

“十三五”時(shí)期，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入發(fā)展的快車道，政府希望通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策，提高產(chǎn)業(yè)進(jìn)入門檻，促進(jìn)強(qiáng)強(qiáng)合作，培育汽車、鋰電池和材料的明星企業(yè)，對(duì)抗海外汽車和鋰電巨頭。

一方面，政府明確了繼續(xù)支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的態(tài)度，通過制定一系列的戰(zhàn)略和目標(biāo)規(guī)劃闡明了我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和目標(biāo)：

①2016年3月，十二屆全國人大四次會(huì)議通過《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》，提出重點(diǎn)支持戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，要求使戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值比例達(dá)到15%，支持新能源汽車、高端裝備與材料等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。

②2016年11月，國務(wù)院發(fā)布《 “十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確提出要推動(dòng)新能源汽車、新能源和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速壯大，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展新模式。在新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面提出明確要求，要求構(gòu)建有全球競爭力的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈。戰(zhàn)略規(guī)劃要求重點(diǎn)建設(shè)動(dòng)力電池研發(fā)的創(chuàng)新中心，盡快解決動(dòng)力鋰離子電池的安全性、循環(huán)和高能量密度方面的問題，尤其是亟待突破的動(dòng)力電池的關(guān)鍵零部件和材料方面的技術(shù)瓶頸。

③2017年4月，工業(yè)和信息化部（以下簡稱“工信部”）、國家發(fā)展和改革委員會(huì)（以下簡稱“國家發(fā)改委”）和科技部3個(gè)部門印發(fā)了《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，明確提出了2020年中國新能源汽車的年產(chǎn)銷數(shù)量目標(biāo)為200萬輛，2025年新能源汽車的市場滲透率要求為20%以上，2020年中國動(dòng)力電池的單體比能量目標(biāo)要達(dá)到300Wh/kg以上。

④2018年6月，國務(wù)院發(fā)布《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》，重申了2020年新能源汽車產(chǎn)銷量目標(biāo)要達(dá)到200萬輛;要求在公交汽車、出租車、郵政快遞等公用事業(yè)領(lǐng)域加快推廣新能源汽車，機(jī)場、鐵路和港口等重點(diǎn)區(qū)域的新增或更換作業(yè)車輛優(yōu)先采用新能源或新能源汽車;并要求在2020年之前將所有重點(diǎn)區(qū)域的直轄市、省會(huì)省市和計(jì)劃單列市建成區(qū)的公交車輛更換為新能源汽車。

另一方面，國家出手整頓“騙補(bǔ)”潛規(guī)則，并陸續(xù)出臺(tái)了一系列政策措施，政策調(diào)整的方向朝著提升補(bǔ)貼門檻，資源向技術(shù)難度高的產(chǎn)品傾斜。屏蔽低端產(chǎn)能和低劣產(chǎn)品。同時(shí)調(diào)低公共領(lǐng)域如客車、物流車的補(bǔ)貼，強(qiáng)調(diào)使用端補(bǔ)貼。

①2016年1月，財(cái)政部、科技部、工信部和國家發(fā)改委4部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展新能源汽車推廣應(yīng)用核查工作的通知》，開始調(diào)查汽車騙補(bǔ)問題。

②2016年10月，中國汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖（2016版）》，提出至2020年，新能源汽車市場滲透率達(dá)到7%以上，乘用車新車平均每百公里油耗為5L，商用車新車油耗接近國際先進(jìn)水平，新能源汽車的主要技術(shù)路線是純電動(dòng)與插電式混合動(dòng)力汽車，采用新型鋰離子動(dòng)力電池為主要的電池技術(shù)路線。

③2016年11月，工信部發(fā)布《汽車動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)范條件》（征求意見稿），要求鋰離子動(dòng)力電池單體企業(yè)年產(chǎn)能力不低于80億Wh，金屬氫化物鎳動(dòng)力電池單體企業(yè)年產(chǎn)能力不低于1億Wh，超級(jí)電容器單體企業(yè)年產(chǎn)能力不低于1千萬Wh。系統(tǒng)企業(yè)年產(chǎn)能力不低于80 000套或40億Wh，大大提高了動(dòng)力鋰電企業(yè)的進(jìn)入門檻。

④2017年3月，工信部、國家發(fā)改委、科技部和財(cái)政部4個(gè)部門發(fā)布關(guān)于印發(fā)《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》的通知，指明了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，要求持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量和安全性并降低成本，到2020年，新型鋰離子電池單體比能量超過300Wh/kg。

⑤2018年2月，工信部、科技部、環(huán)保部、交通部、商務(wù)部、質(zhì)檢總局和國家能源局7部門聯(lián)合發(fā)布《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，加強(qiáng)新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理，規(guī)范行業(yè)發(fā)展。

⑥2018年11月，工信部、國家發(fā)改委、科技部、公安部、交通運(yùn)輸部、市場監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)低速電動(dòng)車管理的通知》，要求對(duì)現(xiàn)有低速車生產(chǎn)企業(yè)摸底、整改、淘汰轉(zhuǎn)型;嚴(yán)禁新增低速車產(chǎn)能，要求地方停止發(fā)布鼓勵(lì)低速車、低速車準(zhǔn)入等相關(guān)政策;建立長效監(jiān)管機(jī)制，設(shè)置一定過渡期，通過置換、回購、鼓勵(lì)報(bào)廢等方式淘汰違規(guī)的存量產(chǎn)品。

⑦2018年12月，國家發(fā)改委發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》，在新建車用動(dòng)力電池單體/系統(tǒng)企業(yè)投資項(xiàng)目中，對(duì)循環(huán)壽命提出了技術(shù)要求：循環(huán)2 000次后剩余容量不低于初始容量的95%;循環(huán)1 500次后剩余容量不低于初始容量的95%。企業(yè)上2個(gè)年度車用動(dòng)力電池產(chǎn)能利用率均不低于80%。

3? 國家加強(qiáng)推廣新能源汽車應(yīng)用

此外，國家在推廣應(yīng)用方面不遺余力，通過設(shè)置財(cái)政補(bǔ)貼持續(xù)退坡，推動(dòng)碳積分交易，定向支持公用領(lǐng)域使用新能源汽車：

①2016年12月，財(cái)政部、科技部、工信部和國家發(fā)改委4部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于調(diào)整新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》，首次引入電池系統(tǒng)能量密度作為技術(shù)指標(biāo)，成為補(bǔ)貼的調(diào)整系數(shù);提高推薦車型目錄的技術(shù)門檻，并采用動(dòng)態(tài)調(diào)整的方式進(jìn)行管理;明確規(guī)定地方政府的補(bǔ)貼不超過中央財(cái)政單車補(bǔ)貼額的50%;補(bǔ)貼方式由預(yù)撥制轉(zhuǎn)為年度清算制;非個(gè)人用戶購買新能源汽車在申請(qǐng)補(bǔ)貼前有累計(jì)行駛里程須達(dá)到3萬km的要求等。2018年2月、2019年3月和2020年12月，財(cái)政部不斷調(diào)低2021年新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，提高技術(shù)難度。

②2017年9月和11月，工信部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總署和質(zhì)檢總局等部門相繼發(fā)布《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》和《關(guān)于2016年度、2017年度乘用車企業(yè)平均燃料消耗量管理有關(guān)工作的通知》，對(duì)規(guī)模以上傳統(tǒng)能源乘用車企2016年度、2017年度平均燃料消耗量和新能源汽車積分實(shí)施核算。對(duì)于2016和2017年2年度企業(yè)平均燃料消耗量負(fù)積分不能夠抵償為零的企業(yè)，其超標(biāo)產(chǎn)品不予列入《道路機(jī)動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》。2020年4月，工信部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于修改<乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法>的決定》，主要內(nèi)容：一是修改積分計(jì)算方法，降低單車積分;二是引入電耗調(diào)整系數(shù)（EC），強(qiáng)調(diào)對(duì)百公里電耗的考核。

③2019年5月，財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于支持新能源公交車推廣應(yīng)用的通知》，新能源公交車的補(bǔ)貼延遲退坡，同時(shí)采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”方式重點(diǎn)支持新能源公交車運(yùn)營;后續(xù)還有可能在商用車領(lǐng)域?qū)嵤╇p積分政策。

④2019年6月，國家發(fā)改委發(fā)布《推動(dòng)重點(diǎn)消費(fèi)品更新升級(jí)暢通資源循環(huán)利用實(shí)施方案》，要求各地不得對(duì)新能源汽車實(shí)施限行限購，已實(shí)施地區(qū)應(yīng)當(dāng)取消;推進(jìn)城市建成區(qū)新增和更新的公交、環(huán)衛(wèi)、郵政、出租、通勤、輕型物流配送車輛使用新能源或清潔能源汽車，并對(duì)重點(diǎn)大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域給予2020年底使用比例達(dá)到80%的目標(biāo)等。

⑤2017年12月，財(cái)政部、國家稅務(wù)總局、工信部、科技部4部門發(fā)布《關(guān)于免征新能源汽車車輛購置稅的公告》， 2018年7月，財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于節(jié)能新能源車船享受車船稅優(yōu)惠政策的通知》，對(duì)于符合條件的新能源汽車免征車輛購置稅和車船稅。

⑥2018年3月，國家能源局發(fā)布《2018年能源工作指導(dǎo)意見》，提出統(tǒng)一電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，積極推進(jìn)充電樁建設(shè)，2018年計(jì)劃完成充電樁60萬個(gè)建設(shè)。2018年11月，國家發(fā)改門、國家能源局、工信部和財(cái)政部4部委發(fā)布關(guān)于《提升新能源汽車充電保障能力行動(dòng)計(jì)劃》的通知，提出力爭用3年時(shí)間大幅提升充電技術(shù)水平，進(jìn)一步優(yōu)化充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)業(yè)格局作為行動(dòng)計(jì)劃目標(biāo)。

4? 中國鋰電正極材料企業(yè)發(fā)展情況

全球和中國新能源汽車的興起，為中國鋰電池產(chǎn)業(yè)帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，中國正極材料企業(yè)具有原料和市場渠道的雙重地緣優(yōu)勢， 2016—2020年間，中國的正極材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速增長期，產(chǎn)能和產(chǎn)量均得到穩(wěn)步提升：鋰電正極材料總體產(chǎn)能從2015年底的22萬t/a迅速攀升到2020年底的140萬t/a，5年時(shí)間約增加7倍;鋰電正極材料總體產(chǎn)量從2015年11萬t/a攀升到2020年的51萬t/a，5年時(shí)間增加約5倍。正極材料中增長速度最快的是多元材料和磷酸鐵鋰材料。2020年中國多元材料出貨量約為23.6萬t，約占正極材料市場的46%，已經(jīng)成為主流的動(dòng)力鋰電正極材料。但是，也應(yīng)該看到，由于鎳鈷價(jià)格的持續(xù)高企，成本更有優(yōu)勢的磷酸鐵鋰材料獲得了更多車企的青睞，市占率不斷提升。2021年上半年，多元材料出貨量約為16.7萬t，約占正極材料市場的41%，磷酸鐵鋰出貨量約為15.4萬t，約占正極材料市場的37%。

日韓鋰電正極材料廠商與中國鋰電正極材料廠商在集中度上有顯著的不同。日本的鋰電正極材料廠商分布非常集中，日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社（Nichia）、住友金屬礦山株式會(huì)社和巴斯夫戶田美國有限責(zé)任公司這3家主流的廠家出貨量占全日本正極材料出貨量的85%以上。韓國的鋰電正極材料廠商分布比日本的情況更為分散一些，同時(shí)由于三星SDI公司、LG公司和SKI公司都有自己的正極材料工廠，其他市場由光未來（Light&Future）、ECOPRO BM公司、Cosmo AM&T和浦項(xiàng)化學(xué)株式會(huì)社瓜分。與日韓不同，中國的正極材料廠商分散度較高，各廠商產(chǎn)銷量與技術(shù)實(shí)力各有擅長領(lǐng)域，形成錯(cuò)落有致的多層次市場發(fā)展態(tài)勢。中國的正極材料廠商近些年在與國內(nèi)外一流的鋰電企業(yè)合作的過程中不斷發(fā)展，不管是從產(chǎn)能準(zhǔn)備、產(chǎn)銷量還是技術(shù)實(shí)力上，都已經(jīng)完全具備了與日韓企業(yè)同場競技的實(shí)力。

中國是全球最大的正極材料生產(chǎn)國，中國生產(chǎn)的鋰電正極材料不僅覆蓋中國鋰電市場，其鈷酸鋰和三元材料還大量出口到海外。由于中國的鈷酸鋰及多元材料出口到海外得到政府13%的退稅補(bǔ)貼，近幾年來鈷酸鋰及多元材料出口量迅速提升。國內(nèi)主要的鈷酸鋰出口廠商有天津巴莫科技股份有限公司、湖南瑞翔新材料股份有限公司等，他們的客戶主要是韓國的鋰電廠商三星SDI和LG。中國多元材料出口廠商主要是當(dāng)升科技、廈門鎢業(yè)等，他們的客戶主要分布在韓國和日本，如三星集團(tuán)SDI、樂金集團(tuán)（LG）、SK集團(tuán)（SKI）、日本松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社（Panasonic）;村田制作所（Murata）等。

全球的磷酸鐵鋰材料產(chǎn)地和銷售地都是在中國，主要生產(chǎn)廠商如德方納米、貝特瑞、湖南裕能新能源電池材料有限公司等由于看好動(dòng)力鋰電和儲(chǔ)能鋰電的發(fā)展，紛紛追加投入，擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)量。國內(nèi)的磷酸鐵鋰用戶主要是寧德時(shí)代新能源、比亞迪和國軒高科等動(dòng)力鋰電廠商。

全球的錳酸鋰材料也主要集中在中國，但產(chǎn)業(yè)集中度不高，且錳酸鋰材料以小型鋰電和電動(dòng)自行車用鋰電的應(yīng)用為主。主要的錳酸鋰代表廠商是青島乾運(yùn)高科新材料股份有限公司、無錫晶石新型能源股份有限公司和貴州丕丕丕電子科技有限公司等。

5? 鋰電及正極材料技術(shù)發(fā)展情況

中國鋰電正極材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和技術(shù)開發(fā)能力與日俱增，中國正極材料企業(yè)領(lǐng)先于歐美并首先開發(fā)出將單晶型多元材料應(yīng)用于動(dòng)力鋰電池中，攻克了鋰電多元材料在高溫高電壓長循環(huán)等苛刻應(yīng)用情境下循環(huán)跳水的難題。同時(shí)，中國在無鈷化正極材料方面也取得新的突破。

5.1? 鈷酸鋰材料

鈷酸鋰加工性能優(yōu)異，充放電電壓平穩(wěn)，放電平臺(tái)高、比容量較高且性能穩(wěn)定，是首先商業(yè)化的正極材料，經(jīng)過不斷的改性，目前仍是小型鋰電池的主流選擇。鈷酸鋰正極材料主要應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、無人機(jī)航拍、電子煙、智能穿戴等領(lǐng)域。在鈷酸鋰中，由于鈷的含量較高，其價(jià)格高且波動(dòng)幅度大，成本控制困難。所以近幾年不斷有廠商嘗試以鈷含量較低的三元材料替換鈷酸鋰。

智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品向功能多元化，屏幕超大化、輕薄化方向發(fā)展、對(duì)鋰電池的待機(jī)時(shí)間和體積大小的要求不斷提升。鈷酸鋰材料的壓實(shí)密度已經(jīng)接近極限，因此目前主要考慮提升到鋰電池的充電電壓來實(shí)現(xiàn)電池體積能量密度的提高。

鈷酸鋰在高電壓充電狀態(tài)下表界面穩(wěn)定性下降、容易釋放氧氣，出現(xiàn)“鈷溶出”現(xiàn)象，暴露出不可逆的結(jié)構(gòu)相變，從而造成電池電化學(xué)性能衰減或電池鼓脹等問題?，F(xiàn)階段，國內(nèi)幾家正極材料企業(yè)開始聯(lián)合電芯企業(yè)，通過多種元素?fù)诫s的手段對(duì)鈷酸鋰材料進(jìn)行改性，以提升其在高電壓充放電過程中的穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)企業(yè)已將大批量鈷酸鋰的充電截止電壓逐漸提升至4.48V，體積能量密度已超過750Wh/L。

5.2? 多元材料

多元材料通常指鎳鈷錳三元正極材料和鎳鈷鋁三元正極材料（NCM）。由于NCM的鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整，常見的產(chǎn)品種類為NCM111、NCM523、NCM622、

NCM811等。三元材料電化學(xué)性能優(yōu)良，能量密度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且可以根據(jù)需求調(diào)整元素比例，在動(dòng)力鋰電池市場種占據(jù)了非常重要的地位。

近5年來，在中國新能源汽車發(fā)展的推動(dòng)下，由于新能源汽車的續(xù)航焦慮和政府持續(xù)推動(dòng)的能量密度提升行動(dòng)，中國多元系動(dòng)力鋰電及多元材料的技術(shù)獲得了非?？焖俚陌l(fā)展。中國動(dòng)力鋰電池材料體系從磷酸鐵鋰和錳酸鋰逐步向多元材料傾斜。由于動(dòng)力鋰電池對(duì)能量密度、循環(huán)和安全性的不懈追求，多元材料的技術(shù)發(fā)展則主要朝著高鎳化和單晶化方向研究。

高鎳化三元材料對(duì)于提高能量密度效果顯著，目前國內(nèi)已經(jīng)有鎳（Ni）含量大于90%的三元材料批量生產(chǎn)。國內(nèi)外高端車型也大多開始搭乘高鎳（Ni>60%）體系材料，如特斯拉（Tesla）、小鵬、蔚來等新勢力車企早已開始采用高鎳體系動(dòng)力鋰電池。高鎳體系動(dòng)力鋰電池能量密度優(yōu)勢明顯，但安全隱憂也隨之而來;想要兼顧能量密度和安全性，單晶化中鎳三元材料匹配高電壓的方案可能是一個(gè)相對(duì)優(yōu)解。一方面滿足了能量密度要求，也降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)成本上也有望降低，因此更加受到市場的歡迎。目前市場上已經(jīng)可以見到4.35～4.4V的高電壓三元材料批量應(yīng)用。

此外，由于鈷價(jià)高企和波動(dòng)幅度太大，下游車企成本壓力緊張，去鈷化的呼聲日益高漲。近2年越來越多的提鎳降鈷偏比例的多元材料產(chǎn)品進(jìn)入市場。如Ni含量為55%或者65%，鈷降到7%～15%，降低了鈷的使用量，成本也獲得較大幅度下降。從技術(shù)的角度來看，從多元體系中不斷提高鎳，完全消除鈷是比較困難的，因?yàn)殒嚭吭诟哂?0%以上后，鋰電池容量保持率迅速下滑，鈷過低的情況下，倍率和低溫性能也表現(xiàn)較差。盡管如此困難，但基于對(duì)成本的考慮，Tesla明確提出未來將采用無鈷動(dòng)力鋰電池的口號(hào)，甚至提出由于鎳價(jià)格也不斷提升，其將采用更多磷酸鐵鋰體系動(dòng)力鋰電池。長城汽車旗下的動(dòng)力鋰電廠商——蜂巢能源則已發(fā)布了2款無鈷化電池，分別是115Ah電芯和L6薄片無鈷長電芯，有望在2021年在長城系新能源汽車上裝載。國內(nèi)比亞迪汽車則快速切換磷酸鐵鋰體系刀片電池裝載在2020以后的比亞迪大部分車型上。車企和動(dòng)力鋰電池廠商對(duì)于無鈷化的追求，本質(zhì)上是對(duì)成本的一種妥協(xié)，但在某種意義上來看，也標(biāo)志著中國的動(dòng)力鋰電技術(shù)的主要任務(wù)，已經(jīng)從滿足技術(shù)性能要求逐漸過渡到滿足成本下降的要求。

5.3? 磷酸鐵鋰

磷酸鐵鋰（LFP）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、原料廉價(jià)，安全性優(yōu)異，循環(huán)壽命較好，最早在國內(nèi)被認(rèn)為是最佳的動(dòng)力鋰電和儲(chǔ)能鋰電材料體系。但是磷酸鐵鋰電池的電壓為3.2V，能量密度較低，很難響應(yīng)逐步提升的能量密度要求，因此一度被認(rèn)為難以在乘用車上獲得發(fā)展。然而近兩年來由于國內(nèi)新能源汽車補(bǔ)貼的退出，車企和動(dòng)力鋰電企業(yè)的成本壓力劇增，磷酸鐵鋰的低成本優(yōu)勢凸顯，吸引了很多動(dòng)力鋰電廠商加快開發(fā)磷酸鐵鋰體系的電芯。磷酸鐵鋰技術(shù)進(jìn)步飛快，根據(jù)國軒高科的信息發(fā)布，他們采用磷酸鐵鋰材料制備的鋰電池電芯能量密度已經(jīng)達(dá)到了210Wh/kg，系統(tǒng)能量密度超過了160Wh/kg。2020年比亞迪汽車推出了磷酸鐵鋰的“刀片”電池，兼顧能量密度和成本，成為動(dòng)力鋰電市場上的熱銷產(chǎn)品。

磷酸鐵錳鋰作為磷酸鐵鋰的升級(jí)版材料，存在雙電壓平臺(tái)，電池的放電平臺(tái)可以上升到4.1V，與多元材料相當(dāng)，比磷酸鐵鋰的能量密度約有20%的提升。同時(shí)，磷酸鐵錳鋰保持了低成本的原料來源，長循環(huán)的特性以及高安全性。并且小顆粒的磷酸鐵錳鋰可以與大顆粒的多元材料搭配使用，兼顧材料體系的體積比密度。目前海外Phostech和大阪水泥，以及國內(nèi)比亞迪自產(chǎn)等企業(yè)已經(jīng)具備磷酸鐵錳鋰的量產(chǎn)條件。未來在研究出耐高壓耐低溫且可以抑制錳溶出的電解液體系后，磷酸鐵錳鋰有望獲得更進(jìn)一步的應(yīng)用。

5.4? 錳酸鋰

錳酸鋰（LMO）雖然很早就應(yīng)用在動(dòng)力鋰電領(lǐng)域，如日產(chǎn)凌風(fēng)的第一款暢銷車型LEAF，就是采用70%錳酸鋰搭配30%多元材料的材料體系。國內(nèi)早期的電動(dòng)大巴車，也主要采用錳酸鋰體系。但由于錳酸鋰電池的能量密度較低，近幾年在追求能量密度的中國市場上并不受青睞。隨著多元材料技術(shù)的不斷發(fā)展，在國際上也逐漸失去了原有法人位置。

但錳酸鋰材料由于價(jià)格低廉，在近兩年中國新能源汽車補(bǔ)貼退坡的情況下，獲得了部分動(dòng)力和小型數(shù)碼低端廠商的認(rèn)可，并逐漸應(yīng)用到電動(dòng)自行車、老年代步車等市場。

6? 結(jié)語

2020年9月，國家主席習(xí)近平指出，作為世界第2大經(jīng)濟(jì)體與碳排放第1大國。中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。2020年11月2日，國務(wù)院發(fā)布關(guān)于印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》（以下簡稱“《規(guī)劃》”）的通知，《規(guī)劃》提出到2025年我國新能源汽車市場競爭力明顯增強(qiáng)，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車用操作系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，安全水平全面提升。

“十三五”期間我國鋰電池正極材料取得了驕人的成績，2021年是我國新的“十四五”規(guī)劃的元年，從國家戰(zhàn)略層面看，未來新能源汽車及其零部件仍將會(huì)是國家重點(diǎn)支持的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，中國鋰電池及正極材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展將迎來新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

10.19599/j.issn.1008-892x.2021.04.003