鉅大LARGE | 點擊量:1896次 | 2019年01月04日
新能源動力鋰電池——三元鋰電池
今天單獨和大家,分享一下新能源動力電池“三元鋰電池”有關方面的知識。
眾觀當今新能源動力電池市場,鋰電池在純電動汽車作為動力電源,已經十分廣泛。主流應用的鋰電池,包括那些呢?
——磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、錳酸鋰電池、鈦酸鋰電池。
三元鋰電池和磷酸鋰電池,市場占有絕對份額。其中,三元鋰電池隨著時間,在市場的占有上在擴大版圖。
那么動力電池市場風向,為什么會選擇三元鋰電池呢?這就是小編今天要說的——三元鋰電池,且看分解:
一、何為三元鋰電池?
正極材料使用鎳鹽、鈷鹽、錳/鋁鹽為原料,并按一定比例調配,的三元組合體系而成的電池結構。
二、三元鋰電池的兩種路線。
三元鋰電池架構,目前通過提高鎳含量而設計的兩種路線:NCM(鎳鈷錳)和NCA(鎳鈷鋁)。
科研人員研究發現,在三元電池材料體系中:1、鎳,起到提高電池容量/能量密度,的作用。2、鈷,兼具提高容量/能量密度和穩定三元電池結構體系的作用。3、錳/鋁,穩定三元電池結構體系的作用。
三、成本、資源因素。
在三元鋰電池架構中,所需礦資源:鎳、鈷、錳/鋁、鋰。其中,鎳、鈷、錳礦資源,我國相對貧泛,需要對外進口。尤其,鈷礦資源,中國僅占全球1.1%的儲量,90%依賴進口,價格一路上揚,很不利用控制成本。鈷礦主要在剛果(金)、澳大利亞、古巴。三國占球總鈷量的70%。
增加鎳含量,技術上需要挑戰堿度高和氧化性特點。目前,日本松下率先實現量產高鎳三元材料電池技術,中國僅少數幾家企業量產NCM811。
四、三元鋰電池安全性
耐高溫容量穩定性、安全性差,且pH值過高易使單體脹氣,進而引發危險。急待技術革新!
六、政策導向。
2017年2月20日工業信息化部、改革委、科技部、財政部聯合印發《促進汽車動力電池產業發展行動方案》
2018年6月6日工業信息化部發布《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》
兩個文件,明確了我國動力電池的發展方向。——“到2020年,新型鋰離子動力電池單體比能量超過300瓦時/公斤;系統比能量力爭達到260瓦時/公斤、成本降至1元/瓦時以下,使用環境達–30℃到55℃,可具備3C充電能力。到2025年,新體系動力電池技術取得突破性進展,單體比能量達500瓦時/公斤。”
七、三元鋰電池VS磷酸鐵鋰電池。
目前磷酸鐵鋰電池理論能量密度極限為:180WH/KG!這是一個嚴重的瓶頸!
而觀察三元材料鋰電池:
專家介紹,目前主流NCM(鎳鈷錳)523電池,能量密度可達160~200WH/KG。但在科研人員通過提高三元體系中鎳的含量的方法,NCM(鎳鈷錳)622能量密度達230WH/KG和NCM(鎳鈷錳)811能量密度達280WH/KG.
八、國內三元電池技術先進企業。
深圳比克電池有限公司。比克3.0Ah電芯產品上市,能量密度達到250Wh/kg。
天津力神電池有限公司。1、通過研發新的三元電池體系高鎳正極和硅碳負極結合,實現技術突破。其開發的單體電芯能量密度達302WH/KG,體積能量密度超642WH/L。25℃以下1C循環充放電710次(且100%DOD——百分之百循環深度),容量保持率80%。2、通過對電解液的配方優化,循環285次(100%DOD),其容量保持率96%。
總結,作為一種實際應用大規模市場化的產業。新能源之動力電池將著眼于,成本和能量密度優勢的平衡。力求兩者完美的效能最大化。高鎳正極結合硅基負極,優化電解液,以及不斷降低鈷使用依賴率,最有可能是三元材料電池不錯的發展方向。中國動力電池2020、2025發展目標,就在眼前,去完全實現。