三元材料是我公司新上马的项目之一，本人结合近年对三元材料的浅显认知，查阅了多方资料，就三元材料的特点、应用及其在国内的发展给大家做一简单的介绍和分析。

　　三元正极材料是指镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2），三元复合正极材料前驱体等产品，以下所说的三元材料仅指其通式为Li（NixCoyMnz）O2的镍钴锰酸锂，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料制备而成，产品为黑色粉末，其含有镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。可用于小型电池和动力电池中。三元材料因兼有LiNiO2和LiCoO2的优点，且价格便宜，合成容易，被认为是最有可能取代目前商用LiCoO2的新型正极材料，也是现今锂离子电池研究的一大热点。

　　三元材料与钴酸锂相比，具有以下显著优势：

　　1、成本低：由于含钴少，成本仅相当于钴酸锂的1/4且更绿色环保。

　　2、安全性好：安全工作温度可达170℃，而钴酸锂仅为130℃，大幅提升了使用安全性，有利于消费者的人身安全。

　　3、克容量高：充电电压在4.6V时（钴酸锂充电限制电压为4.2V），其克容量发挥高达210mah/g,充电电压在4.8V时，其克容量发挥高达245mah/g,相当于钴酸锂的1.7倍，极大提升了电池的能量密度和供电时间。

　　4、电池的循环使用寿命延长了45%。

　　三元材料可用于小型锂电池及动力电池，尽管目前其市场份额有限，但其发展势头明显。采用三元材料的小型锂电池已经逐渐被人们所接受，如东莞钜大电子有限公司生产的钜大14AQ002-03型电池，采用ICR18650-1S1P组合方式，标称电压为3.7V，标称容量可达到2200mAh，标准持续放电电流为0.2C，最大持续放电电流为1C，充电时最高温度为45℃，经试用，性能卓越。由于我国新能源汽车的发展已成为不可逆转的趋势，三元材料运用于动力锂电池制造也将成为一个无可争议的事实，2011年8月，由上海卡耐新能源有限公司生产的高性能三元材料动力锂电池在北京亮相。据悉，该锂电池是引进日本技术生产的，将于2011年年底投放国内市场。该公司即将投产的三元材料锂离子动力电池，采用叠片式软包装形式，其电池能量密度比目前国内市场上风头正劲的磷酸铁锂电池高35%，将对解决电动汽车续驶里程不足的问题是一种有效的解决方案。与磷酸铁锂电池、钴酸锂电池等相比，三元材料锂电池有很多优势，是比较适合的车用锂电池。目前，三元材料锂电池能量密度能够达到160Wh/kg，已经明显高于其他材料的电池。另外，其低温特性、功率特性以及高温储存性也优于其他材料的电池。随着技术的不断提高，三元材料锂电池的能量密度还会有很大的上升空间。目前，该公司已与3家整车企业客户开展合作，开发设计动力电池系统。同时，也受到了国外跨国大公司的关注。

　　2009年，全球锂离子电池正极材料仍以钴酸锂市场份额最大，占50％，其次是三元材料，占39％，锰酸锂和磷酸铁锂材料分别是6％、5％。其中，钴酸锂正极材料的市场份额较往年有很大幅度的下降，三元材料市场份额呈上升趋势，锰酸锂的市场份额变得不大，磷酸铁锂材料作为新型材料开始逐步应用市场，今后随着动力锂电池的大规模量产，其使用量将极具上升。2009年受原料钴跌价影响，三元材料市场相对萎靡，毛利润维持在15％左右（截至2009年底，LCO 24~28W/T，NCM 17~18W/T）。2010年随着经济的复苏，钴资源价格将会逐渐上升，三元材料相对钴酸锂的竞争优势更加明显，市场占有率会抬升。日本、韩国一些知名电池厂商已经从2010年开始全面使用三元材料，钴酸锂将被淡出市场，国内市场从长远来看，也将呈现这一趋势。

图1-1各类正极材料市场占有变化情况(2007-2011年)

图片资料来源：电池人才网

　　2004年中国锂电池行业开始接触及开发镍钴锰三元正极材料。2005年部分中国企业开始试生产镍钴锰三元正极材料，但在正极材料中市场份额占有率非常小。2006年国内锂电池正极材料需求量达到2万吨，其中钴酸锂、锰酸锂两种产品共占96%的市场份额，二者需求量达到1.92万吨。镍钴锰三元正极材料所占市份额不足4%。2007－2009年随着金属钴价的不断上涨，钴酸锂价格也随之猛涨，国内企业纷纷使用镍钴锰三元材料替代部份钴锂，三元市场份额不断增加，估计超过15%。随着电动工具和笔记本电池市场的不断扩大，2010-2011年三元市场份额仍在不断增加中，由于金属钴价格的进一步上涨，预计2011年年底将突破100万/吨大关，届时钴酸锂材料将面临巨大的成本压力，由此，价格低廉而性能优越的三元材料会进一步体现出竞争优势，抢占更多市场份额。

　　日韩在三元材料领域处于领先地位，美国3M公司掌握三元材料核心专利，目前国内企业也掌握了成熟的三元材料技术，基本可满足国内市场需求，但受制于专利问题，目前绝大部分市场针对山寨手机/笔记本、电动工具等，很难为大厂配套，且出口至今未实现。日本厂商提供的三元材料品质在全球最好，国内涉足三元材料的企业有十几家，其中产量上规模的企业不到10家，市场集中度比较高，优势企业占据市场份额较大，如余姚金和和天骄科技，这两家企业提供的材料过程稳定性更好些，产能及所占市场份额排在第一、第二位，后来者很难赶超。

深圳天骄科技：天骄科技成立于2004年，是国内最早掌握三元材料核心技术的厂商（自己生产前躯体），现已发展成为国内锂电池材料实力领先的综合供应商：2010年产销三元材料2200吨（产能3000吨），锰酸锂550吨，电解液220吨（2010年7月投产，产能6000吨），并取得钛酸锂的行业标准制定权。

　　宁波金和：公司年产钴酸锂1000吨、镍钴（锰）酸锂1500吨，除满足国内主要电池厂家外，还远销日本、韩国，拥有TDK、LF、三星、天津力神、天津巴莫、比克、联想等一批战略客户，综合市场竞争力处于同行业领先地位。

　　湖南杉杉：公司是由宁波杉杉股份有限公司（占75%的股份）和中南大学（占25%的股份）联合创办。成立于2003年11月，注册资本5000万元，投资总额近3亿元，是湖南省高新技术企业。三元材料目前生产能力500吨/年。

　　重庆特瑞：公司为重庆市高新技术企业,注册资金2000万元，公司主要生产和销售锂电池正极材料,目前已投产的产品有TR-101,TR-202镍钴锰酸锂(三元正极材料),目前生产能力为800吨/年。具有高循环，高容量，高压实的三元材料TR-101的合成方法于2008年7月16日荣获国家发明专利。专利号：200610031706。

　　新正锂业：公司成立于2008年，注册资金1000万元。2009年1月15日，公司改性锰酸锂和镍钴锰酸锂各年产500吨的生产线正式投产。成为国内外第一家生产微米级单晶三元材料的厂家.

　　北京当升：公司现在三元材料、钴酸锂、锰酸锂各占1/3，三元材料年产能1200吨。

　　湖南瑞祥：给美国3M代工。

　　盐光科技：公司掌握532型三元材料的烧结技术。

　　三元材料的应用领域按用途分，用于数码通讯类电池、笔记本电池、电动工具电池、动力自行车/汽车电池等。从区域上看，数码通讯类电池、笔记本电池生产主要分布珠三角地区，具有电池制造厂繁多、客户群广、上下源供需配套集中、齐全等特点；三元材料的市场非常巨大。

　　电动工具电池、动力自行车/汽车电池生产商相对比较分散。主要集中在山东、浙江、河南片区。这类型的电池生产商的电池日产量可能没有通讯类电池生产商规模大，但由于单体电池容量较高、体积较大，意味着原材料的需求量也不可忽视。

　　在通讯电池方面，最近3—5年内，钴酸锂的主导地位将会逐渐弱化，可能出现钴酸锂和镍钴锰三元材料共存的现象，5年后，可能是镍钴锰三元材料独霸的时代。

　　在电动工具领域，镍钴锰三元材料具有高的能量密度、良好大电流充放电性能、优秀的循环性能及安全性能，有可能成为主要的正极材料。

　　在动力电池领域，磷酸基正极材料、锰酸锂、镍钴锰三元材料有可能替代钴酸锂成为新一代正极活性物质。