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當升科技李建忠:針對7大高鎳三元材料安全性提出改善方法

鉅大LARGE  |  點擊量:505次  |  2022年12月16日  

在“動力電池新材料創新與產業化應用”專場上,當升科技董事、總經理李建忠發表了“高鎳三元材料面臨的挑戰與對策”的精彩主題演講。


無論是政策導向、市場導向,還是技術演進方向,高鎳三元材料成為動力鋰電材料發展的必然趨勢。


國際方面,包括松下、AESC、SDI、LG等國際動力電池企業都在應用和開發高鎳三元動力電池;國內方面,CATL、比亞迪、力神、比克、鵬輝、捷威動力也在積極進軍和擴大高鎳三元的應用。


“2018年下半年NCM811在圓柱形電池中獲得突破性進展,多家電池企業實現大批量應用,預計2019年下半年,方形、軟包動力電池解決應用難題,開始大批量應用,預計在動力鋰電市場的份額將會進一步提升。”當升科技董事、總經理李建忠做出如此研判。


10月19日,高工鋰電(2018)國際鋰電池關鍵材料技術創新峰會接棒昨日(10月18日)精彩繼續。本次峰會由高工鋰電主辦,邀請了鋰電材料各個環節及動力電池企業超80位行業專家、技術領袖及超400位業內人士就現階段動力電池核心材料的技術研發創新、產業化升級等進行共同探討。

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李建忠表示,2017年全球高鎳三元材料,涵蓋NCM622/811和NCA,使用量約為4.8萬噸,車用占比66%;預計2018年全球高鎳材料使用量約為7.8萬噸,車用占比約70%。


一方面,高鎳三元材料需求占比的不斷提升,另一方面,材料企業也面臨著高鎳三元材料本征特性帶來的挑戰。


如充放電過程中,高鎳三元材料體積膨脹/收縮導致的顆粒粉化;表面劣化導致化學穩定性差;晶格塌陷等;導致容量衰減、安全性變差。


針對于此,李建忠也提出了高鎳三元材料七大安全性改善方案:


1、提高強度。制備徑向結構的高強度前驅體,優化燒結工藝,制備高強度三元材料,抑制顆粒在充放電過程中的破裂粉化問題。

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2、單晶化。制備單晶化三元材料,提高材料的壓實密度,降低材料的比表面積,改善電池的能量密度、高溫儲存、循環和安全壽命。


3、核殼結構。在NCA基礎上包覆特殊材料,形成核殼結構材料,容量基本保持,大幅改善循環、穩定性。


4、摻雜改性。通過摻雜改性,穩定材料晶體結構,使其耐受高溫、高電壓、反復充放電引起的結構畸變。


5、包覆改性。通過包覆改性穩定材料表面結構,減少Ni、Co、Mn溶出,改善高溫儲存、循環和安全性能。


6、NCM不僅要控制晶界及顆粒處的細微金屬異物,同時要去除產品顆粒間夾帶的大顆粒金屬異物。


7、固態鋰電池設計。固態鋰電采用固體電解質,解決液態鋰離子電池的安全性問題。

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