锂电池，知多少？（一）-动态资讯

锂电池，知多少？（一）

2020-01-31 来源：

2020年1月7日，特斯拉在上海超级工厂完成首批国产Model 3的交付。对当前新能源汽车的市场格局甚至整个中国新能源汽车产业链将带来鲶鱼效应。动力电池作为新能源汽车的核心部件，无疑成为整个产业链中最重要的一环。
2019年国内动力电池的市场主要由宁德时代，比亚迪，国轩高科，亿纬锂能等大厂占据，其中宁德时代电池装机量（Wh）占比约51%，比亚迪约17%，已经将近70%。2020年随着市场的更加开放，日韩系的松下电器，乐金化学，三星SDI 也将加入这块巨大蛋糕的瓜分。
当前动力电池绝大多数都为锂电池，主流动力锂电池又主要为三元（镍钴锰）锂电池和磷酸铁锂电池。
接下来我们先从原理了解一下锂电池：
锂电池有四大组成要素 - 正极、负极、电解液、隔膜（如图）

1. “正极”决定锂电池的容量和电压
锂在元素状态下，反应不稳定，所以正极使用的是锂和氧结合而成的锂氧化物。此种锂氧化物被称为“正极活性物质”。正极活性物质会决定电池的容量和电压。所含的锂越多，则容量越大，而负极和正极的电位差越多，电压越大。所以正极的材料直接决定了锂电池的综合性能，是锂电池最核心的部位，前面所述的三元和磷酸铁锂锂电池也正是指的是正极材料。同时正极的成本占比最高，一般30%-40%。
2. “负极”令电子流向导线
负极的结构与正极相同，也是采用在负极铜箔上涂覆负极活性物质的方式。负极活性物质的作用是对正极放出的锂离子进行可逆性吸收/放出，并通过外部电路流出电子。
负极活性物质一般需要具备以下几个特点，如结构稳定、电子化学反应性极低、可保存较多的锂离子等，而石墨是兼顾这些条件及价格的理想材料，故负极活性物质较为单一，主要是石墨或者类似石墨结构的碳等。
3. “电解液”令离子移动
电解液为决定电池安全性的重要物质，是锂离子在正极和负极之间移动的媒介物。电解液需使用离子导电率较高的物质，以确保锂离子可以顺利的移动。一般是含有六氟磷酸锂的碳酸脂类溶剂。
4. “隔膜”是正极和负极的隔离墙
隔膜同电解液一样主要决定电池安全性。隔膜承担防止正极和负极接触的物理阻隔作用。隔膜不但要防止电子通过电解液直接流动，还要保证令所需的离子通过其内部细微的孔隙进行移动。即，需同时满足物理条件和电子化学条件。目前常用的隔膜是类似聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)的合成树脂。
电池技术的发展均是围绕以上四大要素，电池生产中的相关风险暴露也都与以上四大要素息息相关，后续系列文章会对工艺流程以及生产中的风险做进一步探讨，敬请关注。

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