LG化学推进新一代电池解决方案 - 高镍单晶正极材料

慧正资讯，LG化学称正在按照计划推进100%高镍单晶正极材料的生产和市场应用。自2023年6月，LG化学韩国清州工厂开始量产新一代电池用高镍单晶正极材料，首批产品于7月开始向全球客户供应。在量产初期将单晶正极材料和现有多晶正极材料以2:8的比例进行混合生产，再循序渐进地推进100%的单晶正极材料。适用产品也逐渐扩大至软包型、4680圆柱型电池（直径46mm，长度80mm）等。

随着新能源市场的飞速发展，人们对于高性能电池的需求不断攀升。因此，电池材料领域也迎来了技术改革创新的浪潮。其中，正极材料作为锂离子电池的能量来源，决定着电池的效率和性能。LG化学称，使用耐久性高的单晶正极材料，电池的使用寿命也会延长30%以上。LG化学计划到2027年，将单晶正极材料生产线扩展至韩国龟尾工厂，总生产规模扩大到年产5万吨以上。LG化学计划到2030年，将电池材料的销售额提升至30万亿韩元。

为何LG化学如此推崇被称作新一代电池材料的高镍单晶正极材料？为何LG化学将克服现有电池存在的缺点以及突破传统电池材料的局限性，进而改善电池容量、寿命和生产价格的解决方案，聚焦在高镍单晶正极材料之上？

本文将引用LG化学官微的材料对高镍单晶正极材料的性能特点逐一介绍。

高镍单晶正极材料组合公式= 高镍（比例变化）+ 单晶（结构变化）

什么是高镍（High-Nickel）？

正极材料按照活性物质可分为NCM、NCMA、NCA、LFP等多种类型。其中，主要用于电动汽车电池的NCM正极材料是由镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)组成的。

在正极材料中，如果锰和钴负责安全性，那么镍就是决定电池容量的金属。相比于其他金属，镍含量越多，可以进入锂层的锂离子数量就明显增多。因此，镍含量比重越大，电池能量密度越高，性能就越好。

高镍正极材料是指减少钴的比重，将镍含量提高至80%以上的正极材料。

*例如：NCM811是指镍、钴、锰以8:1:1的比例构成的高镍正极材料。同时，由于减少了金属价格较贵的钴含量，生产成本随之降低，这也成为了高镍正极材料的优势之一，确保了电池材料的价格竞争力。

“高镍”亮点

什么是单晶（Single-Crystal）？

单晶正极材料是由镍、钴、锰等多种金属制成的单粒子结构材料，被认为是解决新一代电池寿命和容量挑战的关键。现有的多晶正极材料是将金属离子聚集形成的多粒子结构。随着充电和放电次数的增加，材料之间的空隙就越大，容易产生气体。因此，电池寿命就会逐渐缩短，也会发生电池膨胀现象。

然而，使用耐久性较高的单晶正极材料，产生的气体较少，稳定性就会提高，电池使用寿命也将延长30%以上。同时，比起多晶结构，单晶正极材料密度更高，电池容量也可增加10%以上。

*例如：搭载现有多晶正极材料的电池一次充电可行驶500公里，同样体积重量的单晶正极材料电池可行驶550公里以上。

“单晶”亮点