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从电池材料解读国内电池现状

从电池材料解读国内电池现状

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电池材料

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从正负极材料到电池系统,解读国内动力电池现状
PT电子游戏 图1现有的技术指标和未来10年电池从现在开始

1,锂材料技术
正负极材料
锂阳极材料体系是非常丰富(图。2),电流,正极材料的钴酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂,锂镍钴锰等。,已成为成熟。钴酸锂材料的比容量200-210mA·H /克,该材料的真密度和磁极片的压实密度现有最高正电极材料,氧化物商用锂钴/石墨系统的充电电压可以提高4.40V,必须满足电池袋的高体积能量密度的智能手机和平板电脑的需求。锰酸锂的原料成本低,生产工艺简单,高的热稳定性,良好的耐过充电,高放电电压平台,安全。光适合于低成本的电动车辆的电池,但有理论容量是比较低的,有可能是影响在高温环境等问题的电池寿命洗脱锰的周期。国内初级锰酸锂材料需要移动电源,电动工具和电动自行车市场,有朝向低端的趋势。三元层状NCM阴极材料被主要用于电池供电的,除了镍,钴,锰的应用,的LiNi1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2在更成熟的细胞的功率,更高的容量LiNi0的每三分之一。5Co0.2Mn0.3O2已经进入体积应用,锂锰氧化物,通常施加到电动车辆的电池混合。掺杂的锂镍钴氧化物铝(NCA)的高电压能量密度的锂钴氧化物的电池的可访问性,电动汽车制造商在近年来,这样的PC特斯拉电池用于驱动电动车辆,该材料可以是锰酸锂为杂交体的制造电瓶车,国内NCA前体形成稳定的生产能力,一些企业已完成的NCA正极材料的研发,在产品推广的过程。安全的磷酸铁锂,磷酸锰铁使用寿命长,目前纳米材料类型和更快的高功率密度锂材料的开发,更高的性能和节能型高功率稳定的材料,进一步降低成本,逐步满足国内市场的需求需求,促进新能源汽车现阶段中国的高电压尖晶石锂镍锰氧化物和高电压比富锂锰基正极材料的容量更高的仍在开发中。
从正负极材料到电池系统,解读国内动力电池现状
图锂离子电池的电极材料系统

负极材料
负电极材料可被用于动力电池石墨,硬/软碳和合金,石墨被广泛用于负电极材料的可逆容量,以实现360毫安·H /克。所述无定形碳可为软碳或硬,以满足高倍率的需要,并在一个较低温度的应用的电池中,该应用程序启动,但主要应用的是与石墨混合。钛酸锂负极材料具有施加到电池的最佳速率特性和循环特性,大电流快速充电,但电池是生产成本低和高比能量。纳米硅20世纪90年代我。e。提出了高容量的负极,通过少量以提高掺杂碳的硅纳米容量负极材料热的研究和开发,在负极材料中加入氧化硅或硅纳米少量已进入小量应用阶段,450毫安的可逆容量·H /克。但是嵌入硅锂原因体积膨胀后,降低发生在实际使用的循环寿命要解决的问题。

电解质
一种锂离子电池电解液线性碳酸酯通常具有高介电常数和低介电常数的碳酸环形混合。在通常的锂离子电池电解液应该满足高离子电导率(10-3?10-2S / cm)的,电子传导性低,宽电化学窗口(0?5V),热稳定性(-40?60℃)及其他要求。六氟磷酸锂和其他新颖的锂盐,所述溶剂纯化电解质制剂,功能性添加剂技术的不断进步,目前的方向是正在开发进一步改善工作电压和提高电池的高温性能,安全离子液体电解质和固体电解质。

隔膜
其优良的机械性能,电化学稳定性并且相对便宜的良好的特性,一种聚烯烃微多孔膜是锂离子电池隔膜市场的主要品种[7]。它们包括聚乙烯(PE)单层膜,聚丙烯(PP)膜和单层PP / PE / PP层复合微孔膜。更多国内使用的干法工艺生产,湿法PE膜还具有多条生产企业可以。与陶瓷涂层技术已被促进由高温和高压膜将成为今后的发展方向。

2,电池技术
PT电子游戏 基本设计仍然是一个锂离子电池和SONY公司在同一专利申请在1989年出版,与单体,方形金属壳体(铝/钢)和块状软包的圆筒形状,主要用于圆筒型电池原来的笔记本电脑,现在特斯拉等公司使用的电动汽车18650圆柱电池。更大容量的电池通常为矩形,由饶,Z形叠片,叠片缠绕+,正极涂覆叠片,叠片缠绕+生产等细胞体积。。Cylindrical芯电最成熟的技术,制造成本低,但热容量大差圆筒型电池中,通常在一个小的圆柱形电池中使用。汽车电池容量,电池管理系统更加复杂和昂贵的数。在方形电池单元缠绕结构制造工艺相对简单,但是主电池适于软磁极片,不同的是使用电池和三元材料可用通过该方法以外的尖晶石锂铁磷酸盐正极材料。高可靠性,长寿命的电池适应于各种层压材料系统,通用Volt插入式混合动力和纯电动汽车日产Leaf电池叠层材料制造工序中使用。2015年,磷酸铁锂电池的比能量达到140W·H / kg时,锂锰三元材料混合细胞比能达到180W·H / kg时,使用小气缸国际NCA比能量电池达到240W·H / kg时,未来几年锂离子电池的比能量将进一步增加,到2020年预计将达到300W·H / kg的。

3,电池系统技术
从商用锂离子电池系统的角度来看,核心技术包括精确的电池技术组(组具有集成电池的热管理,碰撞安全性,电气安全等。),电池管理系统(BMS)EMC技术,测量信号(例如。g。,电池电压,电流等。)技术,电池状态的准确估计,电池均衡控制技术。
从正负极材料到电池系统,解读国内动力电池现状
图简单的电池电源系统。图3中。

BMSDELINGYIGUANJIANHEXINZUJIANHEDIANCHIXITONG,QIBAOKUOCHUANGANQI,KONGZHIQI,ZHIDONGQIHEQITAZUJIANJIBENSHANGSHIYOUQICHEDIANZIJISHUGONGLV(DEGUO,RIBEN,MEIGUO)LONGDUAN。MUQIAN,GUONEIYIXIEQIYEYIJINGCHENGGONGKAIFALEZHINENGDIANBIAO,TAKEYITIDAIGUOWAIDEDIANLIU,DIANYA,JUEYUANCHUANGANQI。YINGXIANGLILIZIDIANCHIDEANQUANXINGHECHENGBENDEDIANDONGCHELIANGYINGYONGZHONG,CHULEXIBAOTI,SHOUMINGHEYIZHIXINGDEANQUANXINGJINYIBUTISHENG,MOKUAIHUADIANCHIJISHU,DIANCHIZUJISHU(JICHENGDEDIANCHIYUZU,REGUANLIDEZHUYAOYINSU,PENGZHUANGANQUAN,DIANQIANQUANDENG。),YEYOUGUOWAIDEYIGEBIJIAOMINGXIANDEQUBIE。MUQIANGUOJIQICHEDIANCHICHENGZUQIYEJISHUJIAOWEICHENGSHU,GUONEIKEYANDANWEIZAIJINGMICELIANGJISHUBMS EMCJISHU,XINHAO,DIANCHIZHUANGTAIZHUNQUEDIGUJIDIANCHIPINGHENGKONGZHIJISHUDENGFANGMIANKAIZHANGENGSHENRUDEYANJIU。

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4。外表
PT电子游戏 在未来的很长一段时间,一个锂离子电池仍然是最合适的电动车电池,锂锰氧化物正极材料,三元系正极材料,锂铁磷酸盐正极材料,负极材料,碳复合材料,陶瓷 – 涂覆的隔膜,电解质盐的发育和功能的电解质技术支持产业的发展和进展中的电池技术。电池系统技术进步中的应用,安全性和可靠性将在未来几年得到进一步加强。

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