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陈光森:富锂锰动力电池的研发及产业化

  • 2018-01-29 15:56
  • 来源:电动汽车资源网

摘要:陈博士谈到遨优动力生产的富锂锰电池,预计在2018年将会有三分之一走向市场,但是想要在新能源汽车市场上普及应用还需要三到四年。因此,还需要各大电池厂家的通力合作、共同研发。

在1月16日下午举行的第二届中国新能源汽车动力电池产业技术发展高峰论坛上,8位新能源汽车动力电池行业专家及技术总工程师进行了主题演讲,现场内更是众星云集。

以下内容根据陈光森演讲整理(略有删减):

电池质量决定电池盈利

浙江遨优动力系统有限公司作为国内一流的动力电池制造企业,其总经理陈光森博士在本次动力电池会议上发表了以“富锂锰动力电池的研发及产业化”为主题的演讲。陈博士在会上就动力电池价格及成本的问题表示,在国家政策调整及补贴下降的背景之下,动力电池企业因受成本上涨的原因,背负了更大的压力。

陈光森:富锂锰动力电池的研发及产业化

陈博士表示,动力电池的价格需要有一个下限,低于了这个界限的电池会失去相应的质量保障,电池企业也会因此失去能获取的利益。据介绍,按照目前的化学体系对于电池成本而言,电池的价格应该在一块钱到一块二毛钱左右,低于这个价格则不利于行业的健康,对动力电池企业也会造成一定的利益损失。另一方面,陈博士建议电池制造企业应该将电池梯次利用放在电池的研究工作计划当中,当企业生产的电池在充放次数达到三千次或六千次之后,通过电池的梯次利用可以大大的降低电池的维修费用,从而达到增效降本的效果。

降价新体系:富锂锰电池

陈光森:富锂锰动力电池的研发及产业化

据了解,现在的三元材料当中,通过镍钴锰三种元素不同的比例分别有111、424、523、622、811等几类电池,而这些三元电池里面都少不了两种较稀有的金属:镍和钴。众所周知,镍和钴两种金属的价格一直高居不下,这时就急需一个新的体系来解决电池原材料高企的难题,而富锂锰这一概念也顺应而生。

陈光森:富锂锰动力电池的研发及产业化

陈博士说,富锂锰材料中因为含有Li2MnO3和LiMO2两种材料,可以看做是拥有“两个锂”,所以其容量也会比较高。另一方面,富锂锰电池所存在的问题就是锰酸锂的导电性不好,这一难题在过去的几年内也一直困扰着研究人员。

陈光森:富锂锰动力电池的研发及产业化

据了解,富锂锰电池目前最高容量可以达到300mAh/g。成本方面,因为富锂锰里面的镍和钴含量较少,所以在成本方面具有优势,而三元锂电池的成本相对比较高。安全性方面,随着锰含量的提高,电池安全性会被提高,所以富锂锰电池在安全性方面相对三元的要好得多。其缺点就是倍率性较差,首次充电效率低,因此需要更高的电压。从构成的成分来看,富锂锰电池中镍加钴的含量只有三元材料的三分之一左右,陈博士说:“打一个比方,现在的811或者NCA电池的售价在25万元/吨,富锂锰电池大概只有15-16万元/吨左右,差价在20%以上,所以富锂锰材料可以有效解决电池成本的问题”。

陈博士说,富锂锰电池目前的研究中遇到的三大难题分别是:

一、首次效率低,不可逆脱氧及电解液分解;

二、导电性差:离子导电性;

三、配套电解液高于目前常见电解液电化学窗口。

对于以上的三个最大的难点,陈博士认为主要任务是提升富锂锰电池的导电性,其次解决首次效率低的正负极的匹配,并且在各方面都需要做大量的工作。陈博士给出的针对策略也分为三个方面:材料颗粒纳米化、表面改性和功能电解液添加剂。

在材料方面,需要将材料颗粒进行纳米化,达到提高材料导电性的目的,并且要符合应用才能解决导电性差的问题。通过在材料颗粒表面有效的覆盖,能有效的阻止晶格变化,缩短锂离子扩散路径,提高离子的导电性。

陈光森:富锂锰动力电池的研发及产业化

据陈博士介绍,他的团队在电解液和一些添加剂方面的研发,在过去几年也取得很大的进步。高压稳定且阻止过渡金属离子溶解,提高了电解液的稳定性,在提高稳定性这方面也已经有了一些性能较好的添加剂。新型电解液添加剂和溶剂,也有效的提高了电池安全性和一致性。

前沿技术应用引领遨优前行

陈博士介绍到,遨优在富锂锰电池方面已经能做到产业化,但目前尚未达到富锂锰电池的最佳性能。目前生产的富锂锰电池在能量密度、放电性能、寿命、倍率性等性能都已经能与三元里电池接近。并且希望通过各方面的努力做出能量密度达280-300wh/kg左右的电池,最后制造出低成本高质量的富锂锰产品。

陈光森:富锂锰动力电池的研发及产业化

据介绍,遨优现已有三个生产研发基地,并且在2018年还会新增两条生产线,在2018年的八月份实现45亿瓦时的规模。凭借着高产能,遨优力争在动力电池行业做到产品占有率超10%,并且争取做到软包电池的龙头行业。

陈博士讲到,遨优的研发团队一直走在动力电池技术研发的前沿,并且大力专注于软包动力电池的研发与制造。凭借着软包电池的高安全性以及电池寿命等特性,以及先进的技术和高质量的保障,遨优生产的电池产品可以让整车增加两到三年的运行寿命。此外,遨优动力生产的磷酸铁锂、钛酸锂、锰酸锂等系列电池都能达到整车厂的要求。

最后,陈博士谈到遨优动力生产的富锂锰电池,预计在2018年将会有三分之一走向市场,但是想要在新能源汽车市场上普及应用还需要三到四年。因此,还需要各大电池厂家的通力合作、共同研发,提供足够的富锂锰材料,推动富锂锰电池的发展,进而达到动力电池增效将本的最终目标。

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