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[电商业界] 影响动力电池的寿命的几大因素?

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 6 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
    影响动力电池的寿命的几大因素,主要是从正极、负极还有电解液、隔膜,正极这一块前面包含正极材料厂家也介绍到,比如有一些包覆、掺杂、颗粒度前躯体的一些性能,都会影响我们动力电池的寿命。

    正极材料方面主要是要求氧化还原变化定位小,化学稳定性要好,还有颗粒、形貌、材料搭配,重点还有它的离子电导率,大电流的充放电性能。负极也是一样,希望形成必须好的SDI膜,能够快速容纳锂离子,能够快速充电和放电,放电性要非常好。

    电解液方面,我们通过研究新的材料搭配,还有SEI膜的成膜添加剂,还有一些过充的添加剂,因为我们新的国标要求对三元也有要求,要求它的电压要EC充,高于1.5倍的电压测试要能够过。所以在电解液方面还有正极包覆方面的结合要通过这个测试。

    电解液要对防腐蚀方面有添加剂,还有可以降低内阻、提高表面活性、提高正极成膜性能的添加剂。隔膜方面,我看到前面中科院的老师也介绍到,我们在隔膜方面,因为在动力电池应用方面要求安全性能要好,所以它的热收缩能力好,还有离子的导体,能够快速地通过离子导体的涂层隔膜,还有耐高电压的隔膜。

    现有的几种材料的比较,这里不再累述。目前来看正极材料有这样几种选择,一种就是目前我们用的最多的,就是三元523、622,甚至811这些可能都还在实验室的阶段,没有进行量产。还有镍锰的二元类的,这种可能就需要电压比较高,5伏的这种,还有特斯拉运用的这种镍钴锂三元材料,还有负锂的,我们非常看好,因为它这里没有特别贵的镍和钴这种金属,能量密度也非常高,如果能够非常好地应用这个材料,可以马上让动力电池的成本下降。后面还有一些钠、钾离子,这样就可以降低成本。

    我们对不同三元材料容量分析,随着镍的含量的添加,它的容量会越来越高,但是匹配它的就是需要一些高电压的电解液、隔膜,比如还有一些加工工艺方面的匹配。在电解液方面,通过一些新的锂盐来配合这个体系,比如说加一些ODFB,包括现在的一些TFSI和FFSI这些盐类,包括一些改善低温的二氟磷酸锂,通过在正极形成保护膜,使三元与正极电解液的反应,提高电池的寿命。

    富锂锰主要是在2到4.8伏,能够发挥250毫安时以上的容量。但是因为这个材料结构上的一些问题,还有它本身面临的一些局限性,可能有很多专家不看好这个材料,但是因为它锂扩散效率比较低,它的平台会逐渐降低这些缺点,所以包括科研机构和很多企业都没有很好地利用好这个材料,其实通过一些掺杂、改性、纳米化和改善包覆可以逐渐克服,目前在我们实验室已经有比较好的结果。

    后面还有磷酸锰铁锂主要是能够提高它的电压平台,能够保持磷酸铁锂的安全性能,并且提高能量密度,这也是有希望的一种材料,这一块材料就应用得比较成熟。还有就是前面提到的一些新的钠盐,硫酸铁钠等材料,不用磷酸锂合成的材料,也是新型的材料,它是可以降低成本的。

    负极方面目前大家纷纷都提到的也就是硅碳,但是因为硅碳自身的一些特点,比如说它的膨胀性和它的守时效率的问题,大家也都纷纷想办法解决这方面的问题,包括补锂,包括跟碳的一些复合,避免它的缺点,应用它的优点。把硅纳米化,和石墨烯掺杂,还有PV连接器都是为了更好地运用硅碳,再跟电解液的一些配合。

    除材料方面以外,在电池工艺方面也非常重要,这个也是影响我们动力电池的寿命的,首先第一点是涂覆的一次性,涂覆是动力电池的一个基本,如果这个程序没有做好的话,后面就很难做出性能非常好的电池。所以在涂覆方面,其实现在国内的自动化程度已经上到一个水平,现在我们都会应用这种挤压式的涂覆,能够控制在正负1的精度,并且通过Xre或者β射线控制涂覆的密度进行闭环控制。

    还有生产过程中的压实密度的一致性也对电池的性能影响非常大,特别是在负极的压实方面,会对电池的循环还有能量影响非常大。还有水分的控制。还有化成技术,软包装在化成技术上有一定的优点,可以利用高温加压化成的技术,圆柱或者是铝壳电池,铝壳电池目前采用负压,一个大气压左右,但是软包装可以加好几个这种压力,可以更密切地让正极和负极接触,手持的时候可以形成致密的膜,保持它后期的性能。

    还有保液量,有专家说后期把电池拿回来要进行补液,来让它的二次寿命能得到提升,进行二次利用。实际上补液量在首次的时候也非常重要,直接影响到电池的长循环的使用。
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