鉅大LARGE | 點擊量:1125次 | 2019年06月21日
什么類型的鋰電池壽命循環更具有優勢
單位體積容量與循環壽命、倍率、安全性是強相關因素:容量每提升10%,循環壽命大約會降低20%;容量每提升10%,充放電倍率降低30-40%;容量每提升10%,溫升大約會提高20%,且呈幾何級上升;能量密度越高,安全性風險越大。
18650用523+石墨體系,按新國標,1C做到2.4AH已到了設計的極限,更高能量密度的材料(NCA、811等)本身穩定性和制程控制,不是想象的那么容易。所以,暫時還不太好用,但貴很多……
圓柱18650鋰離子電池發展面臨的諸多挑戰
電池能量密度要求不斷提高,提高了材料成本:a.新材料如NCA、硅碳等新材料供應鏈尚不成熟,成本高,供應難以穩定;b.新材料制程對環境要求高,固定資產投資高,能耗巨大;單體電池容量低,PACK成組技術要求和成本偏高;單體電芯最多適應正單、負雙極耳結構,而且對能量密度影響較為顯著;高曲率部分比率較大,循環壽命受到較大影響;高能量密度與高倍率充電同時要求時,設計空間已到極限。
更大直徑圓柱鋰離子電池將成為必然趨勢:20/21相對18是更好的選擇
同體積下,能量密度優勢:適當增加直徑和高度可以獲得更多的有效體積。
帶來的好處:a.適當提高能量密度情況下,可以選擇常規材料,穩定、性價比高;b.可以適當進行多極耳機構設計降低內阻;c.同樣能量密度下,可以選擇快充特性石墨,改善快充性能;d.高曲率部分比率降低,延長電芯循環壽命;e.單體電芯容量增大,降低Pack成本。
多極耳結構設計:可以實現低內阻(ACIR或DCIR)。
低曲線率區域比率增加:循環壽命延長。
1.從上圖可以得到,21700在不同的型號中高曲率點所占的比例是最小的,20650適中,而18650最高。
2.當電池在循環過程中如出現惡化時,在曲率最大點開始,而21700由于其所占的比例最小,故對循環性能的影響也是最小。
相同容量的PACK包在相同安全距離設計下,20系列體積能量密度比最優,重量能量密度21最佳。
新標準來襲,天鵬的選擇
新廠投入巨資,投入日韓最先進生產設備,從投料到挑選完全實現自動化,4條200PPM的自動化產線。兼容性產線,日產100萬只20650/21700,2017年4月實現量產供貨,雖然20/21的直徑為使用成熟材料體系延長了周期,仍然最為嚴苛的環境控制,以確保我們儲備多年的高容量產品技術,在安全可靠的環境下實現量產,更為供應鏈的成熟化賦予了一定時間。
為什么20650/21700,而不是20700?
18650到新尺寸的過渡,大部分現有電池包可以在直徑上輕易切換,成本低速度快,而65-70的高度變化,會帶來現有電池包模具棄用的麻煩;利用自身市場優勢,20650中大倍率電池的量產已經超過一年半,培育了20650次級品市場并已經初具規模,可以更快實現垂直產業鏈層面的成本優勢。給客戶提供更大單體(21700)和更少尺寸變化但同時具備高的空間利用率(20650)兩種選擇。
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