随着能量密度要求的不断提高,各个生产商都在着力提高自家产品的参数,主要的沿着两条半路线在努力:一个是正极材料,另一个是电池单体容量,减小壳体等所占比重。另外半条,是考虑转型软包电池。
高镍LiNi1-x-yMnxCoyO2 (NMC)正极材料因具有高的体积能量和功率密度而被广泛研究用于电动汽车中。
从铅酸电池、镍氢电池,再到锂离子电池(锂电池),车用动力电池也走过了漫长的过程。目前已经量产的锂电池,其主要差异在产品的外形和正极材料,以下所阐述的分类对比正是围绕这两个方面来展开。
锂离子电池的工作原理出发,正极、负极、电解液和隔膜等多种构成,且部分材料和工艺均为多孔结构,外加不可避免的副反应产气,都决定了开展对约束压力对动力电池尤其是软包电池电化学等性能影响的研究是极为必要的。
方形锂电池,主要组成部件包括:顶盖,壳体,正极板、负极板、隔膜组成的叠片或者卷绕,绝缘件,安全组件等。其中,红圈中的两个是安全结构,NSD针刺安全装置;OSD过充保护装置。
随着动力电池能量密度的不断提升,传统的三元材料NCM622逐渐无法满足高能量密度动力电池的设计需求。
目前锂离子电池的主要发展方向为高能量和高功率,同时这也是电子产品终端不断升级换代以及新能源电动汽车行业发展壮大的必然要求。
本文对锂离子电池正极材料生产制备技术的发展历史进行了回顾,对锂离子电池正极材料的发展方向进行了分析。
高镍三元正极材料的容量主要来自Ni2+/Ni4+氧化还原,所以镍含量越高,材料的容量也越大。但是Ni含量升高后,高镍三元正极材料会带来一系列棘手的技术问题。
为了适应电动汽车和各种智能设备的快速发展,具有良好安全性、高功率/能量密度的新型先进能量存储装置(ESD)成为研究的热点。
锂离子电池的电解液是液态的,容易发生泄漏、分解和变质等问题,导致电池发生爆炸、泄漏和失效等问题。因此开发不含液态电解质的固态电池就变得尤为重要。
在 2018 年第一季度财报会议上马斯克说过这样一句话:特斯拉的 NCA 正极材料中的钴含量已经低于其他电池生产商生产的下一代 NCM811。加上电池包在内,Model 3 的总重量与汽油车相当。