鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1487次 | 2021年10月29日
打孔銅箔動(dòng)力鋰電池應(yīng)用命途
客觀來(lái)看,未來(lái)打孔銅箔在動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用機(jī)會(huì)重要集中在摻硅碳的高倍率高比能量動(dòng)力鋰離子電池和全固態(tài)鋰離子電池上。
有人說(shuō),不少動(dòng)力鋰離子電池公司連6μm鋰電銅箔都用不好,打孔銅箔的市場(chǎng)化應(yīng)用還太遠(yuǎn);也有人說(shuō),打孔銅箔是未來(lái)動(dòng)力鋰離子電池負(fù)極集流體應(yīng)用的趨勢(shì),能夠配合高能量密度的動(dòng)力鋰離子電池克服一些難題。
那么,打孔銅箔動(dòng)力鋰離子電池應(yīng)用前景到底如何?
高工鋰電技術(shù)與應(yīng)用調(diào)研獲悉,目前打孔銅箔在國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,但以諾德股份為首的銅箔巨頭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),并開(kāi)始對(duì)部分客戶進(jìn)行送樣測(cè)試。
諾德股份副總裁陳郁弼對(duì)高工鋰電技術(shù)與應(yīng)用透露:“目前箔材越來(lái)越輕量化,鋰電銅箔的材料厚度已經(jīng)從9um、8um走到6um。再往下走,5um、4um的性價(jià)比已經(jīng)不適合。要實(shí)現(xiàn)倍率的新增,充放電循環(huán)、連接性更優(yōu)等方面的提升,鋰電銅箔下面要走的路線就是打孔?!?/p>
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%
要正視的是,打孔銅箔對(duì)現(xiàn)在的動(dòng)力鋰離子電池公司來(lái)說(shuō),并不是必需品。目前動(dòng)力鋰離子電池公司依然使用的是NCM622或523體系的材料,并沒(méi)有導(dǎo)入打孔銅箔的要,否則只是徒增成本,與“降本增效”的目的背道而馳。
客觀來(lái)看,未來(lái)打孔銅箔在動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用機(jī)會(huì)重要集中在摻硅碳的高倍率高比能量動(dòng)力鋰離子電池和全固態(tài)鋰離子電池上。
以硅碳系動(dòng)力鋰離子電池為例,目前諸多動(dòng)力鋰離子電池公司難以大規(guī)模量產(chǎn)這款電池的重要原因是,硅碳負(fù)極首效較人造石墨低(硅碳負(fù)極首效在80%左右,石墨負(fù)極首效達(dá)90%以上),造成預(yù)嵌鋰難度高,電池容量快速衰減。
為了解決上述問(wèn)題,有的公司選擇從補(bǔ)鋰設(shè)備著手,向負(fù)極極片直接噴涂金屬鋰粉,正在研發(fā)中;也有不少公司將希望寄托于集流體材料,打孔銅箔就是其中的一款材料。
一位長(zhǎng)期致力于打孔銅箔鋁箔研究的業(yè)內(nèi)人士就向高工鋰電技術(shù)與應(yīng)用表示,打孔銅箔能夠助力動(dòng)力鋰離子電池公司解決上述問(wèn)題。打孔銅箔在硅碳系動(dòng)力鋰離子電池中的應(yīng)用能夠解決三個(gè)技術(shù)難點(diǎn):
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(wú)人設(shè)備
一是硅碳負(fù)極多次循環(huán)后的剝離問(wèn)題。硅碳負(fù)極在充放電過(guò)程具有膨脹收縮效應(yīng),多次充放電之后,涂層材料與箔材之間的剝離現(xiàn)象加劇,內(nèi)阻急劇增大,從而影響壽命。采用多孔集流體,通過(guò)孔隙間的材料,在正負(fù)極極片涂層正反兩面材料形成“工”字型咬合狀態(tài),極片脫落的概率可大幅度降低,利于動(dòng)力鋰離子電池循環(huán)壽命的新增。
二是硅碳負(fù)極預(yù)嵌鋰難題。預(yù)嵌鋰重要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的,為了補(bǔ)償最初SEI所消耗的鋰源或者降低負(fù)極電位。但硅碳負(fù)極首效低卻導(dǎo)致鋰離子從正極運(yùn)動(dòng)到負(fù)極時(shí),過(guò)量減少,而打孔銅箔可以克服預(yù)嵌鋰的均勻性、效率等問(wèn)題。
三是離子傳輸通道問(wèn)題。高倍率動(dòng)力鋰離子電池的開(kāi)發(fā),導(dǎo)電性問(wèn)題早已通過(guò)材料本身、電芯設(shè)計(jì)、新型導(dǎo)電劑方面予以解決,但離子傳輸效率提高更加困難,有貫通空隙的集流體在這方面能夠供應(yīng)一些助力。
在陳郁弼看來(lái),目前在鋰電銅箔兩側(cè)進(jìn)行負(fù)極材料涂布時(shí),出現(xiàn)涂布厚度不一致問(wèn)題,這就導(dǎo)致電池的活性物質(zhì),即鋰離子利用效率下降,最終引起電池電容量下降。為了平衡能量密度與安全性之間的關(guān)系,動(dòng)力鋰離子電池公司銅箔材進(jìn)行打孔處理正是其中的一項(xiàng)解決方法。
正因?yàn)榇蚩足~箔對(duì)硅碳系動(dòng)力鋰離子電池性能有上述改善空間,這也成為電池公司對(duì)其保持較為開(kāi)放態(tài)度的根本原因。
一位知情人士透露:“現(xiàn)在動(dòng)力鋰離子電池公司也是處于‘摸著石頭過(guò)河’的階段,對(duì)打孔銅箔有基礎(chǔ)性的了解,但具體孔隙率要達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)才能既不斷箔又能切實(shí)提升動(dòng)力鋰離子電池性能,還在測(cè)試當(dāng)中?!?/p>
所以,打孔銅箔未來(lái)的命運(yùn)如何要看動(dòng)力鋰離子電池公司應(yīng)用后的最終效果。