鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1015次 | 2020年11月03日
有關(guān)新型高能量密度動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)的研究
通過(guò)過(guò)去10年的研究,目前在高能量密度鋰離子電池方面,高容量Si負(fù)極為首選負(fù)極材料,高容量富鋰相層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)材料、高電壓尖晶石Ni-Mn系材料、層狀高鎳三元系材料為較有希望的正極材料。理論預(yù)測(cè),采用這些材料體系的動(dòng)力鋰離子電池的能量密度有望提升到200Wh/kg300Wh/kg。雖然上述這些高能量密度材料已被廣泛研究,但目前在滿足所有指標(biāo)要求方面仍然存在一些技術(shù)障礙,特別是循環(huán)性、倍率特性、充放電效率、安全性、體積變化。由于上述電池體系與現(xiàn)有成熟體系有一定相似性,成熟度相對(duì)較高,其研發(fā)可借鑒前期研究鋰離子電池的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。
加快研制高容量/高電壓正極材料、高容量負(fù)極材料、新型電解液,重點(diǎn)突破富鋰錳基正極材料、硅碳復(fù)合負(fù)極材料、5V電解液及其工程化和產(chǎn)業(yè)化工藝、裝備,提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。發(fā)展基于模型的極片/電池設(shè)計(jì)技術(shù)、新型制造技術(shù)、工藝及裝備等,突破電池設(shè)計(jì)、納米漿料制備、厚膜電極制備、涂層電極、電池化成等關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)發(fā)工程化的關(guān)鍵工藝、裝備,提高電池功率特性、壽命、安全性和可靠性,降低成本。
開(kāi)展動(dòng)力鋰離子電池使用壽命、可靠性、安全性的分析評(píng)價(jià)技術(shù)的研發(fā),建立關(guān)鍵材料、單體電池的性能評(píng)價(jià)方法,構(gòu)建材料-電池-性能閉環(huán)聯(lián)動(dòng)評(píng)價(jià)機(jī)制,研發(fā)提出系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、產(chǎn)品檢測(cè)、試驗(yàn)分析方法。
電池安全性可以通過(guò)智能電源管理與保護(hù)電路來(lái)提高,但由于導(dǎo)致安全性的因素來(lái)自電芯內(nèi)部,因此從材料特別是電解質(zhì)入手是根本的解決之道。添加阻燃劑、采用阻燃或不燃有機(jī)溶劑、離子液體或混合離子液體的辦法,都具有一定的效果,是短時(shí)間內(nèi)較好的選擇,但并不能從根本上消除隱患。因此,采用聚合物電解質(zhì)或無(wú)機(jī)電解質(zhì),發(fā)展全固態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池是最終解決能量型動(dòng)力鋰電池安全性的根本辦法。