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從學術到產業,鋰電三元材料的發展歷程是怎樣的?

鉅大LARGE  |  點擊量:923次  |  2022年08月03日  

1、三元材料上在學術上的進展


面對富鎳三元材料不穩定性的問題,來自德克薩斯大學達拉斯分校的KyeongiaeCho教授的課題組在該問題上獲得了新的研究成果。他們將第一原理計算結合過渡金屬的有效相互作用進行計算,建立起一種新的化學鍵模型,解釋了富鎳NCM不穩定的原因。


德克薩斯大學達拉斯分校RobertoC.Longo和KyeongjaeCho教授的課題組運用Li?Ni?Co?Mn四元相圖研究了NCM材料的容量,并闡明過渡金屬結構排序和正極材料LiNi1?y?xCoyMnxO2復合物電化學性能的影響。他們的實驗證明,控制過渡族金屬在原子尺度的排列可以提高離子和電子的遷移率,從而最大化循環過程中的倍率性能和循環穩定性。


在追求高容量正極材料的同時,還要兼顧到高電壓電池的電解液匹配問題,阿貢國家實驗室研究了富鎳的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)正極材料中三乙基亞磷酸(TEP)和三(2,2,2—三氟乙基)亞磷酸(TTFP)作為電解質添加劑的影響,并得出了當電解質含有1wt%的TTFP時,電池的電化學性能得到改善的結論。


2、鋰電行業在三元材料上的動態

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標準

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

政策上的寒流


來自美國的特斯拉公司推出的電動車走在世界前列,該電動車采用的松下NCR186503100mAh電池安全問題備受爭議。去年11月在印第安納發生的一起特斯拉車禍死亡事件的調查結果近日公布,據美媒報道,美國印第安納波利斯警方公布這起事故主要原因是事故后車輛起火。我國工信部在去年1月份也表示,暫停三元鋰電池客車入新能源目錄。三元材料的發展前景似乎有些嚴峻,然而這并不能阻擋它的發展勢頭。


凌寒獨自開的三元材料


高工產研鋰電研究所(GGII)分析師胡林林表示,補貼隨著電池電量的增大逐步下降,大部分企業選擇30Kwh電量、高補貼的標準時,仍要滿足客戶長續航里程的要求,倒逼企業使用三元電池。


巨頭企業的強勢投資

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IP67防水,充放電分口 安全可靠

標稱電壓:28.8V
標稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應用領域:勘探測繪、無人設備

在對鋰電公司格林美的訪談中,也獲得公司將會在三元材料的研發和生產中加快步伐,搶占制高點的信息。在國家政策和原材料價格方面,三元材料在新一輪收益中或將備受青睞。2016年年底出臺的新能源汽車新政明確將補貼額度與電池能量密度掛鉤,能量密度越高補貼越多。三元電池理論能量密度更高,許多鋰電巨頭企業,如比亞迪、寧德時代、國軒高科、中航鋰電等將改投三元鋰電。


寧德時代一位負責人向媒體透露,目前公司磷酸鐵鋰和三元產能占比在2:1左右,未來兩年會逐漸趨向1:1。今年1月消息,寧德時代“新一代鋰離子動力電池產業化技術開發”項目在寧德啟動,該項目研發以高鎳三元材料為正極、硅碳復合物為負極的鋰離子動力電池,可將鋰離子動力電池的比能量從目前的150-180Wh/kg大幅提高至300Wh/kg以上,成本也將顯著降低。


比亞迪公司的全球磷酸鐵鋰電池技術在全球范圍內領先,如今也在大規模布局三元鋰電池,據比亞迪董秘李黔透露,2016年比亞迪預計電池產能10GWH,2017年新增三元電池5-6GWH。


國軒高科已啟動年產10000噸高鎳三元正極材料產業化項目,國軒高科青島公司年產1GWH三元鋰電池生產線也正式投產。


中航鋰電(江蘇)有限公司擬啟動產業園二期工程建設項目。項目總投資規模為437340萬元,建設年產50億瓦時三元材料鋰離子動力電池生產線。


智慧能源開出31.14億元定增預案,擴產高端三元鋰電生產線。邦普集團于2016年6月投12.26億元建立三元前驅體項目,預計年產三元前驅體3.5萬噸。

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