【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61000万辆,但是 在纯电动和PHEV上的快速增长,但是 超过了混合动力汽车。到2025年,整个预计的产能会达到85GWH,但是 早上各位专家也说到,整个动力电池的产能但是 超过了电动车对它的需求,但是 高端电池的需求还是匮乏的。

国家对动力电池的发展也做了原来具体的规划,到2020年的能量密度要达到1000瓦时每公斤,成本要小于1.5,到里边要达到大于等于1000瓦时每公斤,成本小于0.8元,寿命达到10000次,里边新型锂离子电池的能量密度要达到1000瓦时每公斤,新体系要达到10000瓦时每公斤。

国家对整个电池的规划,从2020年到2025年,到201000年详细有的是原来技术的要求,要求不断地提升,能量密度要达到没办法 高,怪怪的是系统的成本方面,要从1.3元/瓦时降到0.8元/瓦时。

第一阶段在2016年到2020年,你类事是技术的原来升级阶段。首先单体能量密度要达到1000瓦时每公斤,成本要降低1000%,达到0.6元/瓦时,你类事是单体的,能量密度达到21000。从2014年到2015年之间,动力电池的成本还是在2.5元到3元,但是 2017年但是 更快下降到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,我前面但是 讲到,就不再累述。

动力电池的原来发展关键,无非是这十几条 方面,说起来非常简单,但是 做起来非常难,第原来是一次性要求非常高,除了单体以外,怪怪的是成组日后的一次性,在安全性方面,但是 它关系到人的生命财产安全的,所以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,目前的能量密度但是 达11000到1000瓦时左右了,里边时需继续发展,从高镍体系,NMC、NCA还有高镍的镍锰体系加碳,可不可以 做到1000到21000瓦时每公斤。要做到21000到1000,除了政策的配合,还时需核心材料比如说硅碳、锡等材料的应用。要大于1000以上,基本上体系方面要居于变化,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,我们歌词 歌词 分这原来方面来进行阐述。

目前在动力电池方面按价值形式分有本身 ,方形、圆柱、软包,从哪些地方地方产品的各项市场比例来讲,软包电池在近几年但是 呈原来非常上升的趋势,在所以高端领域,比如说沃特、日产的哪些地方地方电池详细有的是应用的软包装电池。软包装电池的占比在日后的趋势暗含望超过1000%。软包装电池跟其它的本身 方形和圆柱电池比较起来,最大的优点是安全性能,但是 它是软包装,是通过PP膜热封密封带的最好的最好的法子,所以承受的内压比较低,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但是 是激光焊的最好的最好的法子,一般承受的压力在10到15公斤左右。所以但是 当防爆阀只有详细打开的日后,但是 会居于你类事爆炸的间题,所以从本身 价值形式上来比较语句,软包装的安全性能是略胜一筹的。

还有软包里装充电和放电方面也是有优势的。从1997年刚开使,软包装就但是 应用在MP3和数码电池领域,10001年刚开使应用在手机、蓝牙耳机,10004年应用在航模,10005年刚开使就但是 在LEV,所以我电动自行车、平板电脑上有应用。里边的几年就刚开使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传输数率但是 超过了消费类的发展传输数率。软包装的发展史基本上所以我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,上游方面主所以我镍矿、石墨、锂矿、正负极材料的矿资源。中游主所以我电芯材料你类事块,正极、负极、电解液、隔膜还有所以其它的材料,里边所以我我们歌词 歌词 电池制造和PACK组装你类事块。下游面临的所以我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,动力电池基本上但是 居于了新能源汽车的1000%的成本,所以为哪些地方没办法 多大的乘用车厂一定要有个人的电厂厂家和PACK厂家,这也是新能源汽车的核心技术,从成本上也可不可以 看得人。

从整个动力电池的成本上进行分析,正极占到35%到1000%左右,最近怪怪的是正极材料涨价日后,基本上它的整个成本但是 占到整个动力电池的1000%。其它的比如说电解液、隔膜哪些地方地方至少是占10%几左右。

影响动力电池的寿命的几大因素,主所以我从正极、负极还有电解液、隔膜,正极你类事块前面暗含正极材料厂家也介绍到,比如有所以包覆、掺杂、颗粒度前躯体的所以性能,有的是影响我们歌词 歌词 动力电池的寿命。

正极材料方面主所以我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,希望形成时需好的SDI膜,可不可以 快速容纳锂离子,可不可以 快速充电和放电,放电性要非常好。

电解液方面,我们歌词 歌词 通过研究新的材料搭配,还有SEI膜的成膜加进剂,还有所以过充的加进剂,但是 我们歌词 歌词 新的国标要求对三元详细有的是要求,要求它的电压要EC充,高于1.5倍的电压测试要可不可以 过。所以在电解液方面还有正极包覆方面的结合要通过你类事测试。

电解液要对防腐蚀方面有加进剂,还有可不可以 降低内阻、提高皮层活性、提高正极成膜性能的加进剂。隔膜方面,我看得人前面中科院的老师也介绍到,我们歌词 歌词 在隔膜方面,但是 在动力电池应用方面要求安全性能要好,所以它的热收缩能力好,还有离子的导体,可不可以 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原来几种选折 ,本身 所以我目前我们歌词 歌词 用的最多的,所以我三元523、622,甚至811哪些地方地方但是 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,你类事但是 就时需电压比较高,5伏的你类事,还有特斯拉运用的你类事镍钴锂三元材料,还有负锂的,我们歌词 歌词 非常看好,但是 它这里没办法 怪怪的贵的镍和钴你类事金属,能量密度也非常高,但是 可不可以 非常好地应用你类事材料,可不可以 马上让动力电池的成本下降。里边还有所以钠、钾离子,原来就可不可以 降低成本。

我们歌词 歌词 对不同三元材料容量分析,随着镍的含量的加进,它的容量会没办法 高,但是 匹配它的所以我时需所以高电压的电解液、隔膜,比如还有所以加工工艺方面的匹配。

在电解液方面,通过所以新的锂盐来配合你类事体系,比如说加所以ODFB,包括现在的所以TFSI和FFSI哪些地方地方盐类,包括所以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。

负锂锰主所以我在2到4.8伏,可不可以 发挥21000毫安时以上的容量。但是 但是 你类事材料价值形式上的所以间题,还有它本身 面临的所以局限性,但是 有所以专家不看好你类事材料,但是 但是 它锂扩散传输数率比较低,它的平台会逐渐降低哪些地方地方缺点,所以包括科研机构和所以企业都没办法 很好地利用好你类事材料,着实通过所以掺杂、改性、纳米化和改善包覆可不可以 逐渐克服,目前在我们歌词 歌词 实验室但是 有比较好的结果。

里边还有磷酸锰铁锂主所以我可不可以 提高它的电压平台,可不可以 保持磷酸铁锂的安全性能,但是 提高能量密度,这也是有希望的本身 材料,你类事块材料就应用得比较心智成熟 图片 的句子期图片 是什么是什么是什么。还有所以我前面提到的所以新的钠盐,硫酸铁钠等材料,不让磷酸锂合成的材料,也是新型的材料,它是可不可以 降低成本的。

负极方面目前我们歌词 歌词 纷纷都提到的也所以我硅碳,但是 但是 硅碳自身的所以特点,比如说它的膨胀性和它的守时传输数率的间题,我们歌词 歌词 也都纷纷想最好的最好的法子除理这方面的间题,包括补锂,包括跟碳的所以复合,除理它的缺点,应用它的优点。把硅纳米化,和石墨烯掺杂,还有PV连接器详细有的是为了更好地运用硅碳,再跟电解液的所以配合。

除材料方面以外,在电池工艺方面也非常重要,你类事也是影响我们歌词 歌词 动力电池的寿命的,首先第所以是涂附的一次性,涂附是动力电池的原来基本,但是 你类事多多程序 没办法 做好语句,里边就没办法 做出性能非常好的电池。所以在涂附方面,着实现在国内的自动化程度但是 上到原来水平,现在我们歌词 歌词 有的是应用你类事挤压式的涂附,可不可以 控制在正负1的精度,但是 通过Xre但是 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,怪怪的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,软包里装化成技术上有一定的优点,可不可以 利用高温加压化成的技术,圆柱但是 是铝壳电池,铝壳电池目前采用负压,原来大气压左右,但是 软包装可不可以 加好十几条 你类事压力,可不可以 更密切地让正极和负极接触,手持的日后可不可以 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日后也非常重要,直接影响到电池的长循环的使用。

(本文根据速记挂接,未经嘉宾审核)

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