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制約鋰離子電池發(fā)展的最大障礙是正極材料

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:888次  |  2021年08月15日  

隨著整車?yán)m(xù)航里程的不斷攀升,對(duì)電池能量密度要求越來越高,屆時(shí)基本上將達(dá)到層狀化合物的極限,要想滿足更高能量密度,非得研發(fā)新型高比能正極材料。


正極材料是制約鋰離子電池發(fā)展的最大障礙。無論是電池中能量密度的提升以及成本的降低,正極材料起著關(guān)鍵性用途。


過去十年,鎳基正極材料(NCM/NCA)正不斷取代LMO/LFP的市場(chǎng),已經(jīng)成為電動(dòng)乘用車用鋰離子電池化學(xué)體系的主流選擇。


以CATL為代表NCM811化學(xué)體系的軟包電池以及松下NCA化學(xué)體系的圓柱電池(21700)能量密度均已超過了300Wh/Kg,領(lǐng)先的LFP電池能量密度在180-190Wh/Kg,LFP電池的價(jià)格在80-135美元/KWh,NCM/NCA電池的價(jià)格在100-175美元/KWh。


產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為,要使電動(dòng)汽車性價(jià)比達(dá)到最佳,電池Pack能量密度應(yīng)達(dá)到235Wh/Kg及500Wh/L,價(jià)格為100美元/KWh,屆時(shí)單體電池能量密度將達(dá)到350Wh/Kg/750Wh/L,價(jià)格為75美元/KWh。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

為了達(dá)到這一目標(biāo),除了依靠于電池系統(tǒng)組裝技術(shù)進(jìn)步、電池控制系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)的進(jìn)步之外,電池化學(xué)體系的技術(shù)進(jìn)步將顯得更為關(guān)鍵,通過化學(xué)體系的改變,能夠筆直提高電池的能量密度、通過使用廉價(jià)元素降低電池成本。


惟有通過高能量電池材料的發(fā)展,電池層面2025年或者在2025年之前,能量密度才能達(dá)到350Wh/Kg的要求。


隨著整車?yán)m(xù)航里程的不斷攀升,對(duì)電池能量密度要求越來越高,屆時(shí)基本上將達(dá)到層狀化合物的極限,要想滿足更高能量密度,非得研發(fā)新型高比能正極材料。


除能量密度之外,還要考慮功率、安全、安全以及壽命等因素,想要在這些點(diǎn)保持平衡也是將來電池設(shè)計(jì)的重大挑戰(zhàn)。不僅要精細(xì)的調(diào)整電池材料的組分、微觀形貌、結(jié)構(gòu)以及表面特點(diǎn),還要考慮電極厚度以及電極孔隙率等多方面因素。


2020先進(jìn)電池材料集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇將于八月26-二十七日在深圳機(jī)場(chǎng)凱悅酒店舉辦,此次會(huì)議由深圳先進(jìn)電池材料產(chǎn)業(yè)集群主辦,深圳市新鮮電源研究院、高工鋰電、高工氫電聯(lián)合承辦。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

下一代正極材料研究及產(chǎn)業(yè)化是此次論壇的緊要議題,屆時(shí),我國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰將做題為“高比能正極材料發(fā)展趨勢(shì)及制造技術(shù)”演講,解析高性能正極材料的最新進(jìn)展及趨勢(shì)。


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