300Wh/kg能量密度成功突破0时代

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2018-09-13 12:17:51

  近日,我国在高镍正极材料及动力电池单体开发方面获重大突破,天津力神电池股份有限公司研发出一种NCA三元高比能量动力锂电池,能量密度超过300wh/kg,引发业界关注。根据国家工信部《汽车产业中长期发展规划》,要求2020年动力电池单体能量密度达到300Wh/kg,成为业界努力攻关的目标之一。天津力神高比能量电池研发的成功,令整个业界为之一振,也将中国NCA三元电池带入高能量密度3.0时代。

  据电池中国网了解,天津力神在氧化镍钴铝锂(NCA)正极材料前期研究基础上,开发高比能量、长循环寿命、良好安全性能的锂离子动力电池用高镍系正极材料;通过纳米制备、纳米分散、包覆及预嵌锂等多种技术,研制容量高、首次效率高、循环稳定性及倍率性能好的硅碳负极材料。

  据悉,天津力神基于该体系开发了电芯单体的比能量达到302wh/Kg,体积能量密度大于642Wh/L,25℃下1C充放电循环710次(100%DOD),容量保持率达到80%;同时通过优化电解液配方,循环性能明显改善,目前循环285次(100%DOD)容量保持率高达96%。这一工作为开发出比能量300Wh/kg、循环寿命1500次的锂离子电池单体奠定了基础。

  近几年,高能量密度的要求促使国内电池企业不断向高镍三元材料布局。据电池中国网了解,磷酸铁锂材料受到本身性能的限制,以目前的技术难以在2020年达到国家相关规划中对能量密度的要求,三元的NCM 111和NCM 523等材料也很难预期达到单体能量密度300wh/kg的目标。目前主流的NCM 523 可以达到160-200wh/kg,而NCM 622 和NCM 811分别可以达到230wh/kg和280wh/kg。所以要实现对动力电池能量密度的高要求和续航里程的延长,必须要大力发展高镍三元材料。

  高镍三元材料主要指镍含量高的三元材料,目前常见的有NCM622、NCM811和NCA。在高镍三元材料中,Ni 主要的作用是提供容量,含量越高电池的能量密度越大;而Co贡献一部分容量的同时可以稳定结构;Mn/Al主要用来稳定结构,三者协同作用,共同发挥出三元材料高能量密度、较低成本等优点。

 

  在国家政策要求、新能源汽车续航里程提高和钴价不断高涨的多重刺激之下,高镍体系的NCM 811和NCA材料已经成为国内动力电池企业积极布局的热点,而从市场情况来看,大多数企业选择了NCM 811路线,而非NCA路线。

 

  据悉,当升科技NCM 811产品目前年产能为4000吨,三期工程计划1.8万吨/年高镍多元材料产能,将于2018年至2020年间陆续建成投产;国轩高科表示已经开发出三元811材料软包电芯,能量密度能够达到302wh/kg;杉杉能源2017年底宣布月产100吨的宁乡基地NCM 811产线顺利投产;亿纬锂能表示,自从2012年起就已开始推广非车用NCM 811;天津巴莫2017年年产5000吨高镍材料产线投产,目前已经实现向国际大客户批量提供NCM 811。据电池中国网了解,宁波金和、厦门钨业、天力锂能等高镍811项目也在稳步推进。

 

 

 

 

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