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    低溫26650 3300mAh
    低溫磷酸3.2V 20Ah
    低溫18650 3350mAh
    20年專注鋰電池定制

    新形勢下 動力鋰電池材料怎么突圍?

    鉅大LARGE  |  點擊量:134次  |  2022年07月28日  

    摘要
    5月14日,2017中國(義馬)鋰電材料產業與技術發展論壇上,與會專家熱議了新能源汽車對于鋰電池新的發展需求,新形勢下鋰電池隔膜、電極材料、電解液等如何適應新的發展趨勢,以及動力鋰電池材

    五月十四日,2017我國(義馬)鋰電材料產業和技術發展論壇上,和會專家熱議了新能源汽車有關鋰電池新的發展需求,新形勢下鋰電池隔膜、電極材料、電解液等如何適應新的發展趨勢,以及動力鋰電池材料產業如何抓住投資機會。來自新能源汽車公司、科研院所、行業協會的專家學者為和會代表帶來了視聽盛宴。


    動力鋰電池市場年增50%未來需"四高一降"


    成都雅俊新能源汽車科技股份有限公司儲能部副部長陳柯宇指出,新能源汽車動力鋰電池在使用過程中面對電池價格偏高、充電時間過長、續航里程較短、環境通用性較差,使用壽命短等問題。因此,新能源汽車對鋰電池提出了新的發展需求:一是提高高溫、低溫、充電、放電的一致性。二是通過電池設計以及材料改進實現高充電倍率。三是提高能量密度,重要通過基于現有高容量材料體系、優化電極結構、提高活性物質負載量;應用新型材料體系、提高電池工作電壓;優化新型材料體系,使用新型電池結構等途徑來實現。四是提高安全性,特別是在極端條件下的安全性。五是降低成本。六是重視電池二次回收利用。


    成都雅俊新能源汽車科技股份有限公司儲能部副部長陳柯宇

    低溫磷酸鐵鋰電池3.2V 20A
    -20℃充電,-40℃ 3C放電容量≥70%

    充電溫度:-20~45℃
    -放電溫度:-40~+55℃
    -40℃支持最大放電倍率:3C
    -40℃ 3C放電容量保持率≥70%

    我國化學和物理電源行業協會秘書長劉彥龍表示,未來五年,新能源汽車用鋰電池市場年平均上升率在50%左右。鋰電池技術進步,重要來自關鍵電池材料創新研究和應用進展,通過新材料的開發進一步提高電池性能,提高質量、降低成本、改善安全性。


    劉彥龍指出,鋰電池電解液和隔膜對提升電池性能和安全越來越凸顯出重要性,電解液添加劑和隔膜涂層是配合鋰電池提升電壓(提升能量密度)、維持壽命和保障安全的重要措施。在電池電解液領域,應重點圍繞著功能電解液展開,對添加劑的選擇是當今電解液研究發展的焦點所在。尤其以新型電解質體系(含溶劑、溶質和添加劑)、適用于高鎳NCM動力鋰電池的功能電解質(含添加劑)、適用于儲能電池中的電解質(特別包含添加劑)、低溫型電解質、高溫型(150攝氏度)和阻燃型電解質為重點。涂覆(或復合)隔膜則是當今隔膜應用發展的焦點所在,隔膜表面采用涂覆層,一是可以提高隔膜的熱穩定性;二是可以提高隔膜對電解液的浸潤性,有利于電池內阻降低、放電功率提升;三是涂覆可阻止或降低隔膜氧化,有利于配合高電壓正極的操作以及延長電池循環壽命等。


    我國化學和物理電源行業協會秘書長劉彥龍


    替代進口將出現高潮國產膜呼喚國產料


    我國塑料加工工業協會副秘書長、我國塑協電池隔膜專委會秘書長孫冬泉指出,作為世界上最大的鋰電池生產國,我國對隔膜的需求日益新增。近幾年,國內隔膜市場需求的上升率總體低于國產隔膜的上升率,說明國產隔膜所占市場份額不斷上升,隔膜國產化是大勢所趨。

    低溫高能量密度18650 3350mAh
    -40℃ 0.5C放電容量≥60%

    充電溫度:0~45℃
    放電溫度:-40~+55℃
    比能量:240Wh/kg
    -40℃放電容量保持率:0.5C放電容量≥60%

    我國塑料加工工業協會副秘書長、我國塑協電池隔膜專委會秘書長孫冬泉


    然而,當前我國鋰電隔膜低端市場產量過剩,產品價格不斷下降,賬期加長,但新的投資項目仍在源源不斷地上馬,無序競爭加劇。雖然高端產品進口在縮小,但國內隔膜公司和國外領先公司差距還很大。預計2017~2018年國內高端市場的國產化替代將出現高潮,2019年除少量進口外,80%以上的隔膜將實現國產化。孫冬泉指出,PP或PE樹脂等原料的性能指標對隔膜性能影響巨大。國內隔膜公司在材料方面還缺乏真正能夠滿足需求的穩定隔膜專用料供應來源,產品開發任重道遠。干法專用料方面,中石化北京化工研究院開發出國產鋰電池隔膜專用料,已經在隔膜公司投入應用;濕法專用料方面,中石化上海石油化工研究院正在開發濕法鋰電池隔膜專用料,今后也將進行推廣試用。


    在改進隔膜性能方面,目前有三種思路:一是在PP膜和PE膜的基礎上新增功能性涂層,以滿足對高溫特性等特殊需求;二是開發無機或有機材料共混PE、PP膜;三是徹底改變基體材料,如采用聚酰亞胺等材料代替傳統的PP和PE材料。


    我國石化化工銷售有限公司華中分公司客戶經理曾松軍指出,我國PP膜料年需求總量約360萬噸,電工膜和包裝膜相比雖然數量不大,但是有關一種高技術含量產品來說卻十分可觀。國內許多公司曾研發和生產低端電工膜原料,但隨著下游用戶對電池、電容等的要求越來越高,低端產品的需求量已降至20%左右,很多公司因技術和市場容量等原因,逐步放棄了對聚丙烯電容膜原料的研發和生產。濕法隔膜一直以來由于采用超高分子量聚乙烯作為原料,厚度更?。ㄒ芽傻椭?微米)、強度更高,更適用于高能量密度電池。但實際上相關公司也可在PP原料方面進行考慮,使干法隔膜也可在保證較高強度的同時,更輕更薄,更安全。


    我國石化化工銷售有限公司華中分公司客戶經理曾松軍


    和會代表還研討了鋰電隔膜新的技術趨勢。


    南京工業大學能源學院特聘教授、副院長吳宇平介紹了鋰電隔膜的凝膠化發展趨勢


    河南義騰新能源科技有限公司技術部周玉珍介紹了鋰電池隔膜技術趨勢


    電極材料設計考慮綜合因素


    中南大學冶金和環境學院輕金屬及工業電化學研究所所長胡國榮教授指出,正極材料的研發成為制約該類材料大規模推廣應用的關鍵。2000年以前鈷酸鋰獨領風騷,幾乎占市場的100%。2000年以后,錳酸鋰、三元、磷酸鐵鋰正極材料開始發展,目前鈷酸鋰約占市場的40%,三元系約占35%,其余是錳酸鋰,磷酸鐵鋰和二元系(NCA)。未來要進一步開發的材料重要有富鋰錳基固溶體材料、磷酸錳鋰、磷酸錳鐵鋰、磷酸鐵鋰石墨烯復合材料。


    錳酸鋰和磷酸鐵鋰重要應用于大型儲能和動力鋰電池領域;由于鋰電池制造的安全技術得到提升以及鋰電池對能量密度的要求,三元材料目前開始應用于動力鋰電池領域。因此三元材料在未來兩大市場均有好的應用,其市場前景看好,將占領正極材料最大的市場份額。但由于三元系NCA、NCM受鎳鈷資源限制,必須解決三元材料電池中的鎳鈷回收問題。


    中南大學冶金和環境學院輕金屬及工業電化學研究所所長胡國榮


    上海交通大學能源研究院副院長、上海電化學能源器件工程技術研究中心主任、特聘教授馬紫峰認為,安全性、長循環壽命是新能源汽車動力鋰電池設計的第一要素


    北京石油化工學院教授、北京化工大學博導崔秀國介紹了黑磷(烯)在二次離子電池中的應用


    我國科學院電工研究所副研究員孫現眾介紹了石墨烯在鋰電池中的應用


    電解質重點解決五大問題


    我國石油大學(北京)新能源研究院博士孫暉


    我國石油大學(北京)新能源研究院孫暉博士指出,鋰電池電解質未來發展要重點解決以下問題:


    一是電解液和電池的安全性??梢酝ㄟ^離子液體、氟代碳酸酯、加入過充添加劑、阻燃劑、采用高穩定性鋰鹽來解決。


    二是提高電解液的工作電壓??梢酝ㄟ^提純溶劑、采用離子液體、氟代碳酸酯、添加正極表面膜添加劑等來解決。


    三是拓寬工作溫度范圍。低溫電解質體系要采用熔點較低的醚、腈類體系;高溫要采用離子液體(熔融鹽)、新鋰鹽、氟代酯醚來提高。


    四是延長電池壽命。要精確調控固體電解質界面膜(SEI膜)的組成和結構,主要通過SEI膜成膜添加劑、游離過渡金屬離子捕獲劑等來實現。


    五是降低成本。要降低鋰鹽和溶劑的成本,解決鋰鹽和溶劑純度較低時如何提高電池性能的技術問題,這方面目前仍要深入研究。


    光大證券石化化工研究員陳冠雄分析了鋰電池材料的投資機會

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