【锂产业国际高峰论坛】艾群 :锂动力电池发展趋势及主流技术路线

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浙江遨优动力系统有限公司副总经理 艾群 

首先介绍锂动力电池的发展趋势,这几年动力电池的发展趋势非常迅猛。到2025年,整个新能源汽车的销量会达到660 万辆,如果在纯电动和PHEV上的快速增长,愿因超过了混合动力汽车。到2025年,整个预计的产能会达到85GWH,如果早上各位专家也说到,整个动力电池的产能愿因超过了电动车对它的需求,如果高端电池的需求还是处于问题的。

国家对动力电池的发展也做了一一一三个多 具体的规划,到2020年的能量密度要达到60 瓦时每公斤,成本要小于1.5,到里面要达到大于等于60 瓦时每公斤,成本小于0.8元,寿命达到60 0次,里面新型锂离子电池的能量密度要达到60 瓦时每公斤,新体系要达到60 0瓦时每公斤。

国家对整个电池的规划,从2020年到2025年,到2060 年都一一一三个多 技术的要求,要求不断地提升,能量密度要达到没办法 高,不得劲是系统的成本方面,要从1.3元/瓦时降到0.8元/瓦时。

第一阶段在2016年到2020年,这俩是技术的一一一三个多 升级阶段。首先单体能量密度要达到60 瓦时每公斤,成本要降低60 %,达到0.6元/瓦时,这俩是单体的,能量密度达到260 。从2014年到2015年之间,动力电池的成本还是在2.5元到3元,如果2017年愿因加快速率单位下降到1.6元到2元之间,整个还是非常符合市场对于动力电池的需求。

第二阶段、第三阶段,我前面愿因讲到,就不再累述。

动力电池的一一一三个多 发展关键,无非是这哪2个方面,说起来非常简单,如果做起来非常难,第一一一三个多 是一次性要求非常高,除了单体以外,不得劲是成组如果的一次性,在安全性方面,愿因它关系到人的生命财产安全的,如果有在安全性方面也是一定要做到的。低成本、高功率的密度,免保养、好的高低温性能、环境友好、长循环寿命和快速充电。

锂电池动力电池的体系发展路线,从目前来看还是在磷酸铁锂、三元还有锰酸锂加碳的体系,目前的能量密度愿因达160 到60 瓦时左右了,里面前要继续发展,从高镍体系,NMC、NCA还有高镍的镍锰体系加碳,能非要做到60 到260 瓦时每公斤。要做到260 到60 ,除了政策的配合,还前要核心材料比如说硅碳、锡等材料的应用。要大于60 以上,基本上体系方面要处于变化,像前面几位教授讲到的锂硫电池、锂空等新的体系的应用。

在技术路线方面,亲戚朋友 分这俩一一三个多 方面来进行阐述。

目前在动力电池方面按形态分有某种 ,方形、圆柱、软包,从什么产品的各项市场比例来讲,软包电池在近几年愿因呈一一一三个多 非常上升的趋势,在这俩高端领域,比如说沃特、日产的什么电池删剪都会应用的软包装电池。软包装电池的占比在如果的趋势中含望超过60 %。软包装电池跟其它的某种 方形和圆柱电池比较起来,最大的优点是安全性能,愿因它是软包装,是通过PP膜热封密封圈的土土办法,如果有承受的内压比较低,一般在2到3公斤就会释放压力,圆柱和方形锂电是通过软口愿因是激光焊的土土办法,一般承受的压力在10到15公斤左右。如果有愿因当防爆阀非要删剪打开的如果,愿因会处于这俩爆炸的什么的什么的问题 ,如果有从某种 形态上来比较搞笑的话,软包装的安全性能是略胜一筹的。

还有软包装在充电和放电方面也是有优势的。从1997年现在开始英文英文英文,软包装也不愿因应用在MP3和数码电池领域,60 1年现在开始英文英文英文应用在手机、蓝牙耳机,60 4年应用在航模,60 5年现在开始英文英文英文也不愿因在LEV,如果电动自行车、平板电脑上有应用。里面的几年就现在开始英文英文英文侧重于动力电池的应用,实际上从分析数据来看,近几年的动力电池方面的增长速率单位愿因超过了消费类的发展速率单位。软包装的发展史基本上如果遨优的技术团队同时成长起来的。

从新能源汽车产业链来看,主要分上、中、下游,上游方面主如果镍矿、石墨、锂矿、正负极材料的矿资源。中游主如果电芯材料这俩块,正极、负极、电解液、隔膜还有这俩其它的材料,里面如果亲戚朋友 电池制造和PACK组装这俩块。下游面临的如果手机等等消费类电子,还有电动工具、电动自行车、电动新能源汽车和储能系统。

新能源汽车成本方面分析,动力电池基本上愿因处于了新能源汽车的60 %的成本,如果有为什么会没办法 多大的乘用车厂一定要有当时人的电厂厂家和PACK厂家,这也是新能源汽车的核心技术,从成本上可不都还都可以非要看多。

从整个动力电池的成本上进行分析,正极占到35%到60 %左右,最近不得劲是正极材料涨价如果,基本上它的整个成本愿因占到整个动力电池的60 %。其它的比如说电解液、隔膜什么大慨是占10%几左右。

影响动力电池的寿命的几大因素,主如果从正极、负极还有电解液、隔膜,正极这俩块前面中含正极材料厂家也介绍到,比如有这俩包覆、掺杂、颗粒度前躯体的这俩性能,都会影响亲戚朋友 动力电池的寿命。

正极材料方面主如果要求氧化还原变化定位小,化学稳定性要好,还有颗粒、形貌、材料搭配,重点还有它的离子电导率,大电流的充放电性能。负极也是一样,希望形成前要好的SDI膜,可不都还都可以快速容纳锂离子,可不都还都可以快速充电和放电,放电性要非常好。

电解液方面,亲戚朋友 通过研究新的材料搭配,还有SEI膜的成膜打上去剂,还有这俩过充的打上去剂,愿因亲戚朋友 新的国标要求对三元删剪都会要求,要求它的电压要EC充,高于1.5倍的电压测试可不都还都可以能过。如果有在电解液方面还有正极包覆方面的结合要通过这俩测试。

电解液要对防腐蚀方面有打上去剂,还有能非要降低内阻、提高表层活性、提高正极成膜性能的打上去剂。隔膜方面,我看多前面中科院的老师也介绍到,亲戚朋友 在隔膜方面,愿因在动力电池应用方面要求安全性能要好,如果有它的热收缩能力好,还有离子的导体,可不都还都可以快速地通过离子导体的涂层隔膜,还有耐高电压的隔膜。

现有的几种材料的比较,这里不再累述。目前来看正极材料有如果几种挑选,某种 如果目前亲戚朋友 用的最多的,如果三元523、622,甚至811什么愿因都还在实验室的阶段,没办法 进行量产。还有镍锰的二元类的,这俩愿因就前要电压比较高,5伏的这俩,还有特斯拉运用的这俩镍钴锂三元材料,还有负锂的,亲戚朋友 非常看好,愿因它这里没办法 不得劲贵的镍和钴这俩金属,能量密度也非常高,愿因可不都还都可以非常好地应用这俩材料,能非要马上让动力电池的成本下降。里面还有这俩钠、钾离子,如果就能非要降低成本。

亲戚朋友 对不同三元材料容量分析,随着镍的含量的打上去,它的容量会没办法 高,如果匹配它的如果前要这俩高电压的电解液、隔膜,比如还有这俩加工工艺方面的匹配。

在电解液方面,通过这俩新的锂盐来配合这俩体系,比如说加这俩ODFB,包括现在的这俩TFSI和FFSI什么盐类,包括这俩改善低温的二氟磷酸锂,通过在正极形成保护膜,使三元与正极电解液的反应,提高电池的寿命。

负锂锰主如果在2到4.8伏,可不都还都可以发挥260 毫安时以上的容量。如果愿因这俩材料形态上的这俩什么的什么的问题 ,还有它某种 面临的这俩局限性,愿因有如果有专家不看好这俩材料,如果愿因它锂扩散速率单位比较低,它的平台会逐渐降低什么缺点,如果有包括科研机构和如果有企业都没办法 很好地利用好这俩材料,觉得通过这俩掺杂、改性、纳米化和改善包覆能非要逐渐克服,目前在亲戚朋友 实验室愿因有比较好的结果。

里面还有磷酸锰铁锂主如果可不都还都可以提高它的电压平台,可不都还都可以保持磷酸铁锂的安全性能,如果提高能量密度,这也是有希望的某种 材料,这俩块材料就应用得比较心智心智开花结果图片 图片 的搞笑的话。还有如果前面提到的这俩新的钠盐,硫酸铁钠等材料,无需磷酸锂合成的材料,也是新型的材料,它是能非要降低成本的。

负极方面目前亲戚朋友 纷纷都提到的也如果硅碳,如果愿因硅碳自身的这俩特点,比如说它的膨胀性和它的守时速率单位的什么的什么的问题 ,亲戚朋友 也都纷纷想土土办法防止这方面的什么的什么的问题 ,包括补锂,包括跟碳的这俩复合,防止它的缺点,应用它的优点。把硅纳米化,和石墨烯掺杂,还有PV连接器删剪都会为了更好地运用硅碳,再跟电解液的这俩配合。

除材料方面以外,在电池工艺方面也非常重要,这俩也是影响亲戚朋友 动力电池的寿命的,首先第这俩是涂附的一次性,涂附是动力电池的一一一三个多 基本,愿因这俩程序没办法 做好搞笑的话,里面就好难做出性能非常好的电池。如果有在涂附方面,觉得现在国内的自动化程度愿因上到一一一三个多 水平,现在亲戚朋友 都会应用这俩挤压式的涂附,可不都还都可以控制在正负1的精度,如果通过Xre愿因β射线控制涂附的密度进行闭环控制。还有生产过程中的压实密度的一致性也对电池的性能影响非常大,不得劲是在负极的压实方面,会对电池的循环还有能量影响非常大。还有水分的控制。还有化成技术,软包装在化成技术上有一定的优点,能非要利用高温加压化成的技术,圆柱愿因是铝壳电池,铝壳电池目前采用负压,一一一三个多 大气压左右,如果软包装能非要加好哪2个这俩压力,能非要更密切地让正极和负极接触,手持的之能非要非要形成致密的膜,保持它后期的性能。

还有保液量,有专家说后期把电池拿回来要进行补液,来让它的二次寿命能得到提升,进行二次利用。实际上补液量在首次的如果也非常重要,直接影响到电池的长循环的使用。

(本文根据速记分类整理,未经嘉宾审核)

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