巴斯夫拟在德国新建电池材料生产基地 加速环保交通发展

作为支持欧洲电动汽车（EV）价值链发展的多步投资计划的一部分，巴斯夫宣布将在德国施瓦茨海德（Schwarzheide）新建一个电池材料生产基地。这一具备全球领先技术的工厂专注于正极活性材料（CAM）的生产，初始产能每年可为约40万辆全电动汽车提供电池材料。巴斯夫创新正极活性材料能够提升电池性能，推动环保交通的发展。

施瓦茨海德工厂的模块化设计和基础设施可支持其产能的快速扩张，令巴斯夫能够满足欧洲电动汽车市场日益增长的客户需求。它将采用先前宣布的巴斯夫芬兰哈尔亚瓦尔塔（Harjavalta）工厂生产的正极材料前驱体（PCAM）进行生产。两家工厂预计将于2022年投产。

巴斯夫催化剂业务总裁彼得·舒马赫博士说：“芬兰和德国的工厂临近欧洲的电池制造基地，将为我们的客户提供可靠的量身定制的高镍正极活性材料产品。”通过在芬兰和德国的投资，巴斯夫将成为第一家在当今三个主要市场：亚洲、美国和欧洲，均具有本地生产能力的正极活性材料供应商。巴斯夫也将成为具备可靠、可持续和基于欧洲的供应链的领先供应商，涵盖在同一区域内的金属（尤其是镍和钴）供应、前驱体生产和正极材料生产。

巴斯夫施瓦茨海德基地的能源来自于其热电联产的高能效燃气蒸汽涡轮电厂，该电厂目前正在进一步优化以提升其生态效能。同时基地也计划在电池材料生产工厂投产后整合利用可再生能源。哈尔亚瓦尔塔的工厂则采用当地的可再生能源进行生产，包括水电、风电以及生物发电。这一有益能源组合将为巴斯夫正极活性材料提供非常低的二氧化碳足迹。

巴斯夫在芬兰哈尔亚瓦尔塔和德国施瓦茨海德的投资加强了对欧盟委员会关于建立欧洲电池生产价值链的议程的支持，同时也是欧盟委员会根据欧盟国家援助规则于2019年12月9日批准的“欧洲共同利益重点项目”（IPCEI）的一部分。

正极活性材料主要包括：锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物和聚阴离子正极材料系列.

1. 锂钴氧化物

锂钴氧化物是现阶段商品化锂离子电池中应用最成功、最广泛的正极材料.其在可逆性、放电容量、充放电效率和电压稳定方面是比较好的.

LiCoO2属于α-NaFeO2型结构,它具有二维层状结构,适合锂离子的脱嵌,其理论容量为274mAh/g,但在实际应用中,由于结构稳定性的限制,最多只能把晶格中的一半Li+脱出,因此实际比容量约为140mAh/g 左右,其平均工作电压高达3.7V[60].因其容易制备,具有电化学性能高,循环性能好、性能稳定和充放电性能优良等优点,成为最早大规模商业化应用于锂离子电池的正极材料,目前商品化锂离子电池70%以上仍然采用钴酸锂作为其正极材料.

LiCoO2一般采用高温固相法制备,该种方法工艺简单、容易操作、适宜于工业化生产,但是也存在着以下缺点：反应物难以混合均匀,需要较高的反应温度和较长的反应时间,能耗大,产物颗粒较大,形貌不规则,均匀性差,并且难以控制,从而导致电化学性能重现性差.为了克服固相反应的缺点,溶胶-凝胶法[61,62]、水热法[63]、共沉淀法[64]、模板法[65]等方法被用来制备LiCoO2,这些方法的优点是可以使Li+和Co2+之间充分接触,基本达到原子水平的混合,容易控制产物的粒径和组成.但是这类制备方法工序比较繁琐,工艺流程复杂,成本高,不适用于工业化生产.

2. 锂镍氧化物

镍酸锂（LiNiO2）为立方岩盐结构,与LiCoO2相同,但其价格比LiCoO2低.LiNiO2理论容量为276mAh/g,实际比容量为140~180mAh/g,工作电压范围为2.5V~4.2V[66],无过充或过放电的限制,具有高温稳定性好,自放电率低,无污染,是继LiCoO2之后研究得较多的层状化合物.但LiNiO2作为锂离子电池正极材料存在以下问题亟待研究解决.