鉅大LARGE | 點擊量:1520次 | 2019年06月20日
三元鋰電池隔膜性能分析
隔膜在單體電池上主要用來隔開正負極,讓電解液能夠通過隔膜在正負極之間交換物質。受制于電池體積所限,以及提高電池能量密度的要求,動力電池隔膜需要盡量輕、薄。隔膜性能決定了電池內部結構、內阻等,直接影響電池容量、安全性能等。優(yōu)質隔膜對提升電池性能作用巨大。
隔膜技術有干法與濕法兩種制造工藝,干法成本較低但只適合小功率電池,濕法成本高但能適合大功率電池。早期,動力電池主要采用干法隔膜,目前濕法隔膜開始推廣使用,預計2020年干濕法薄膜技術各占一半,分別應用于中低端與高端領域。隔膜工藝的核心技術掌握在日本旭化成公司手中。中國有大量企業(yè)生產隔膜,但無核心技術。旭化成干法現在可量產12微米隔膜,濕法可量產6-7微米。國內企業(yè)大多只能生產干法20-40微米隔膜。對比與隔膜行業(yè)世界一流水平企業(yè)的差距,我國企業(yè)應該引進先進工藝設備,苦練內功,力爭取得突破。
正極材料是動力電池能量的短板,只要正極材料比容量提高就能提高電池能量密度。正極材料的比容量一般為100-200mAh/g,而石墨負極材料的比容量高達400mAh/g。采用高容量的正極材料,能夠讓負極、隔膜、電解液用量之間的搭配更加完美,電池最終能量密度的提升直接取決于正極材料比容量的提升。動力電池能量密度突破的關鍵就在于正極材料。
目前國內NCM111和NCM523型三元正極材料產品已經量產,并開始大規(guī)模使用,而新型622NCM則已逐步在部分動力電池企業(yè)中推廣,未來將逐步拓展至811NCM以及NCA材料。當然三元鋰電池也有自己的瓶頸,它的正極理論比容量的最大值是300mAh/g,達到300mAh/g就已經是極限。三元鋰電池是目前動力電池廠商主攻的方向,未來將有新型的正極材料系統(tǒng)。
動力電池的負極材料主要是硅碳負極,即在石墨材料加入硅,其理論能量密度高達4200mAh/g。例如,特斯拉在Model3中采用了新型硅碳負極材料,特斯拉在傳統(tǒng)石墨負極材料中加入10%的硅,使其能量密度達到550mAh/g以上。國內貝特瑞公司研發(fā)的S1000型號硅碳負極材料的比容量更是高達1050mAh/g。負極材料目前沒有技術瓶頸,完全能滿足動力電池的各種需求。
上一篇:鋰電池原理是什么
下一篇:什么是鋰電池電解液