“十三五” 時(shí)期我國(guó)鋰電正極材料發(fā)展成就

朱素冰 李揚(yáng)超

“十三五”期間，我國(guó)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(chē)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(zhǎng)足的進(jìn)步。

1? 鋰電正極材料終端應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展情況

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

根據(jù)市場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)逐漸向新能源汽車(chē)市場(chǎng)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(chǎng)，隨著近幾年新能源汽車(chē)在我國(guó)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(chǎng)占所有應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)份額的比例已經(jīng)超過(guò)60%;全球鋰電企業(yè)主要分布在中日韓，2020年預(yù)計(jì)中國(guó)鋰電占據(jù)了全球鋰電市場(chǎng)份額的62%以上，排名第1（見(jiàn)圖1）。

IT消費(fèi)電子市場(chǎng)是最早的鋰電應(yīng)用市場(chǎng)，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(wú)人機(jī)等市場(chǎng)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(shì)。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(zhǎng)5%，5G智能手機(jī)占比將超過(guò)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(guò)70%（見(jiàn)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(jiàn)圖3）。

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

2016—2020年，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)需求持續(xù)上升，2020年全球電動(dòng)汽車(chē)銷量達(dá)到312.5萬(wàn)輛，同比上升41%;中國(guó)新能源汽車(chē)銷量136.7萬(wàn)輛，同比上升10.9%。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)圖4。

我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)政策對(duì)國(guó)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?！笆濉逼陂g，我國(guó)政府不斷建立和完善新能源汽車(chē)相關(guān)法律法規(guī)，落實(shí)產(chǎn)業(yè)支持政策。中國(guó)新能源汽車(chē)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(lái)說(shuō)，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(guò)各種規(guī)劃確定發(fā)展目標(biāo)，采用高額國(guó)家和地方補(bǔ)貼的財(cái)政手段來(lái)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(guò)市場(chǎng)手段和規(guī)律使電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期良性發(fā)展。

2014—2015年，中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量增速超過(guò)350%，呈現(xiàn)產(chǎn)銷爆發(fā)式增長(zhǎng)的趨勢(shì)。但是這種野蠻增長(zhǎng)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(zhēng)相投向新能源產(chǎn)業(yè)，所有投資的利潤(rùn)目標(biāo)都源自于對(duì)財(cái)政補(bǔ)貼的追求。

2? 國(guó)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(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入發(fā)展的快車(chē)道，政府希望通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策，提高產(chǎn)業(yè)進(jìn)入門(mén)檻，促進(jìn)強(qiáng)強(qiáng)合作，培育汽車(chē)、鋰電池和材料的明星企業(yè)，對(duì)抗海外汽車(chē)和鋰電巨頭。

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

①2016年3月，十二屆全國(guó)人大四次會(huì)議通過(guò)《中華人民共和國(guó)國(guó)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值比例達(dá)到15%，支持新能源汽車(chē)、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(guó)務(wù)院發(fā)布《 “十三五”國(guó)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(chē)、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(chē)產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面提出明確要求，要求構(gòu)建有全球競(jìng)爭(zhēng)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(wèn)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(jiǎn)稱“工信部”）、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家發(fā)改委”）和科技部3個(gè)部門(mén)印發(fā)了《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，明確提出了2020年中國(guó)新能源汽車(chē)的年產(chǎn)銷數(shù)量目標(biāo)為200萬(wàn)輛，2025年新能源汽車(chē)的市場(chǎng)滲透率要求為20%以上，2020年中國(guó)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(guó)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(chē)產(chǎn)銷量目標(biāo)要達(dá)到200萬(wàn)輛;要求在公交汽車(chē)、出租車(chē)、郵政快遞等公用事業(yè)領(lǐng)域加快推廣新能源汽車(chē)，機(jī)場(chǎng)、鐵路和港口等重點(diǎn)區(qū)域的新增或更換作業(yè)車(chē)輛優(yōu)先采用新能源或新能源汽車(chē);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(chē)輛更換為新能源汽車(chē)。

另一方面，國(guó)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(mén)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(chē)、物流車(chē)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(guó)家發(fā)改委4部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用核查工作的通知》，開(kāi)始調(diào)查汽車(chē)騙補(bǔ)問(wèn)題。

②2016年10月，中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖（2016版）》，提出至2020年，新能源汽車(chē)市場(chǎng)滲透率達(dá)到7%以上，乘用車(chē)新車(chē)平均每百公里油耗為5L，商用車(chē)新車(chē)油耗接近國(guó)際先進(jìn)水平，新能源汽車(chē)的主要技術(shù)路線是純電動(dòng)與插電式混合動(dòng)力汽車(chē)，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(chē)動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)范條件》（征求意見(jiàn)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(wàn)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(mén)檻。

④2017年3月，工信部、國(guó)家發(fā)改委、科技部和財(cái)政部4個(gè)部門(mén)發(fā)布關(guān)于印發(fā)《促進(jìn)汽車(chē)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(guò)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(guó)家能源局7部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，加強(qiáng)新能源汽車(chē)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(guó)家發(fā)改委、科技部、公安部、交通運(yùn)輸部、市場(chǎng)監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)低速電動(dòng)車(chē)管理的通知》，要求對(duì)現(xiàn)有低速車(chē)生產(chǎn)企業(yè)摸底、整改、淘汰轉(zhuǎn)型;嚴(yán)禁新增低速車(chē)產(chǎn)能，要求地方停止發(fā)布鼓勵(lì)低速車(chē)、低速車(chē)準(zhǔn)入等相關(guān)政策;建立長(zhǎng)效監(jiān)管機(jī)制，設(shè)置一定過(guò)渡期，通過(guò)置換、回購(gòu)、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(guó)家發(fā)改委發(fā)布《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》，在新建車(chē)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(chē)用動(dòng)力電池產(chǎn)能利用率均不低于80%。

3? 國(guó)家加強(qiáng)推廣新能源汽車(chē)應(yīng)用

此外，國(guó)家在推廣應(yīng)用方面不遺余力，通過(guò)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(chē)：

①2016年12月，財(cái)政部、科技部、工信部和國(guó)家發(fā)改委4部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于調(diào)整新能源汽車(chē)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(chē)型目錄的技術(shù)門(mén)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(guò)中央財(cái)政單車(chē)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(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)在申請(qǐng)補(bǔ)貼前有累計(jì)行駛里程須達(dá)到3萬(wàn)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(chē)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(mén)相繼發(fā)布《乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法》和《關(guān)于2016年度、2017年度乘用車(chē)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(chē)企2016年度、2017年度平均燃料消耗量和新能源汽車(chē)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(chē)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(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于修改<乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)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(chē)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(chē)推廣應(yīng)用的通知》，新能源公交車(chē)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(chē)運(yùn)營(yíng);后續(xù)還有可能在商用車(chē)領(lǐng)域?qū)嵤╇p積分政策。

④2019年6月，國(guó)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(chē)實(shí)施限行限購(gòu)，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(chē)輛使用新能源或清潔能源汽車(chē)，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(guó)家稅務(wù)總局、工信部、科技部4部門(mén)發(fā)布《關(guān)于免征新能源汽車(chē)車(chē)輛購(gòu)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(chē)船享受車(chē)船稅優(yōu)惠政策的通知》，對(duì)于符合條件的新能源汽車(chē)免征車(chē)輛購(gòu)置稅和車(chē)船稅。

⑥2018年3月，國(guó)家能源局發(fā)布《2018年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出統(tǒng)一電動(dòng)汽車(chē)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(wàn)個(gè)建設(shè)。2018年11月，國(guó)家發(fā)改門(mén)、國(guó)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(chē)充電保障能力行動(dòng)計(jì)劃》的通知，提出力爭(zhēng)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(guó)鋰電正極材料企業(yè)發(fā)展情況

全球和中國(guó)新能源汽車(chē)的興起，為中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，中國(guó)正極材料企業(yè)具有原料和市場(chǎng)渠道的雙重地緣優(yōu)勢(shì)， 2016—2020年間，中國(guó)的正極材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速增長(zhǎng)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(wàn)t/a迅速攀升到2020年底的140萬(wàn)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(wàn)t/a攀升到2020年的51萬(wàn)t/a，5年時(shí)間增加約5倍。正極材料中增長(zhǎng)速度最快的是多元材料和磷酸鐵鋰材料。2020年中國(guó)多元材料出貨量約為23.6萬(wàn)t，約占正極材料市場(chǎng)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(shì)的磷酸鐵鋰材料獲得了更多車(chē)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(wàn)t，約占正極材料市場(chǎng)的41%，磷酸鐵鋰出貨量約為15.4萬(wàn)t，約占正極材料市場(chǎng)的37%。

日韓鋰電正極材料廠商與中國(guó)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(guó)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(guó)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(chǎng)由光未來(lái)（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(guó)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(zhǎng)領(lǐng)域，形成錯(cuò)落有致的多層次市場(chǎng)發(fā)展態(tài)勢(shì)。中國(guó)的正極材料廠商近些年在與國(guó)內(nèi)外一流的鋰電企業(yè)合作的過(guò)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(chǎng)競(jìng)技的實(shí)力。

中國(guó)是全球最大的正極材料生產(chǎn)國(guó)，中國(guó)生產(chǎn)的鋰電正極材料不僅覆蓋中國(guó)鋰電市場(chǎng)，其鈷酸鋰和三元材料還大量出口到海外。由于中國(guó)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(lái)鈷酸鋰及多元材料出口量迅速提升。國(guó)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(guó)的鋰電廠商三星SDI和LG。中國(guó)多元材料出口廠商主要是當(dāng)升科技、廈門(mén)鎢業(yè)等，他們的客戶主要分布在韓國(guó)和日本，如三星集團(tuán)SDI、樂(lè)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(guó)，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(guó)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(guó)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(guó)，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(chē)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(wú)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(guó)鋰電正極材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和技術(shù)開(kāi)發(fā)能力與日俱增，中國(guó)正極材料企業(yè)領(lǐng)先于歐美并首先開(kāi)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(zhǎng)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(guó)在無(wú)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(guò)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(wú)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(lái)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(wèn)題。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)幾家正極材料企業(yè)開(kāi)始聯(lián)合電芯企業(yè)，通過(guò)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(guò)程中的穩(wěn)定性。目前，國(guó)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(guò)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(jiàn)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(chǎng)種占據(jù)了非常重要的地位。

近5年來(lái)，在中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展的推動(dòng)下，由于新能源汽車(chē)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(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)已經(jīng)有鎳（Ni）含量大于90%的三元材料批量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)外高端車(chē)型也大多開(kāi)始搭乘高鎳（Ni>60%）體系材料，如特斯拉（Tesla）、小鵬、蔚來(lái)等新勢(shì)力車(chē)企早已開(kāi)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(shì)明顯，但安全隱憂也隨之而來(lái);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(chǎng)的歡迎。目前市場(chǎng)上已經(jīng)可以見(jiàn)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(chē)企成本壓力緊張，去鈷化的呼聲日益高漲。近2年越來(lái)越多的提鎳降鈷偏比例的多元材料產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。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(lái)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(guò)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(lái)將采用無(wú)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(zhǎng)城汽車(chē)旗下的動(dòng)力鋰電廠商——蜂巢能源則已發(fā)布了2款無(wú)鈷化電池，分別是115Ah電芯和L6薄片無(wú)鈷長(zhǎng)電芯，有望在2021年在長(zhǎng)城系新能源汽車(chē)上裝載。國(guó)內(nèi)比亞迪汽車(chē)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(chē)型上。車(chē)企和動(dòng)力鋰電池廠商對(duì)于無(wú)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(lái)看，也標(biāo)志著中國(guó)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(guò)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(guó)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(chē)上獲得發(fā)展。然而近兩年來(lái)由于國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼的退出，車(chē)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(shì)凸顯，吸引了很多動(dòng)力鋰電廠商加快開(kāi)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(guó)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(guò)了160Wh/kg。2020年比亞迪汽車(chē)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(chǎng)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(lái)源，長(zhǎng)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(guó)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(lái)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(chē)型LEAF，就是采用70%錳酸鋰搭配30%多元材料的材料體系。國(guó)內(nèi)早期的電動(dòng)大巴車(chē)，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(guó)市場(chǎng)上并不受青睞。隨著多元材料技術(shù)的不斷發(fā)展，在國(guó)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(guó)新能源汽車(chē)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(chē)、老年代步車(chē)等市場(chǎng)。

6? 結(jié)語(yǔ)

2020年9月，國(guó)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(guó)。中國(guó)將提高國(guó)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(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。2020年11月2日，國(guó)務(wù)院發(fā)布關(guān)于印發(fā)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》（以下簡(jiǎn)稱“《規(guī)劃》”）的通知，《規(guī)劃》提出到2025年我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車(chē)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(guó)鋰電池正極材料取得了驕人的成績(jī)，2021年是我國(guó)新的“十四五”規(guī)劃的元年，從國(guó)家戰(zhàn)略層面看，未來(lái)新能源汽車(chē)及其零部件仍將會(huì)是國(guó)家重點(diǎn)支持的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，中國(guó)鋰電池及正極材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展將迎來(lái)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

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