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          3. 【LNEC6】創明電池研發總監趙悠曼:鋰電池材料選擇設計及其綜合性能研究

            發布時間:2021-3-31 點擊數:84

            2021年3月30-31日,由起點鋰電大數據、起點電動網、起點共享換電主辦,ITES深圳工業展聯合主辦的第6屆中國鋰電新能源千人大會暨中國智能電動出行生態大會(同期:第3屆SNEC俱樂部年會/第6屆金鼎獎/鋰享展)在深圳寶安會展中心(11號館)隆重舉行。

             

            1000+電動車、鋰電池、鋰電池設備、鋰電池材料、BMS、共享換電運營、經銷商等全產業鏈企業高層匯聚,共謀新能源產業發展。

             

            在上午果曼新材冠名的兩輪車鋰電化智能化發展論壇上,創明電池研發總監趙悠曼發表了《鋰電池材料選擇設計及其綜合性能研究》的演講。

             

             

            圖:創明電池研發總監趙悠曼
            以下為根據現場速記整理的講話實錄:
            各位嘉賓,各位同行,大家上午好!
            我來自東莞市創明電池技術有限公司, ?我們是一個專業做圓柱形鋰離子電池的公司,今天很榮幸站在這里和大家分享我們在鋰離子電池上材料應用的心得。
            鋰電的同行們都知道,鋰電圈的三大增長點,就是這三大領域,一是消費類產品,二是儲能類產品,三是最大的增長點,就是新能源汽車。
            但是圓柱形電池的應用領域是越來越窄的,我們看到右邊的圖會發現,圓形電池還有自己更大的空間,就是今天的大會主題,從2017—2020年來講,我們在電動兩輪車、智能家居等呈現從10%到40%不等的增長率。這說明一個問題,圓柱形鋰離子電池有非常大的發展空間。
            創明電池,現在主要的產品類型有5大類,比如高能量密度型的、能量兼倍率型的、特種電池、軍工電池等。
            (PPT圖示)下面的這些圖片是我們的應用終端產品。
            要做出剛才這一系列的電池,是離不開我們材料的選擇。材料的選擇,(PPT圖示)這張圖也是絕大多數鋰電池同行所遵循的材料發展路線。
            正極材料,從鋰酸鐵鋰(音)到523三元材料,再到高高鎳(音)材料,他們分別呈現自己不同的優劣勢。右邊這張圖也給了大家比較好的認知,我們作為鋰電池的制造商來講,我們會選擇合適的材料,作出匹配的電池,然后再將它應用到最佳領域,這也是電池制造商和終端客戶之間要共同互動所能達到的效果。
            接下來,我們看一下負極材料,從石墨到硅基負極,硅基負極和石墨負極的差別,大家比較了解這幾大特點,我也不細講。
            (PPT圖示)這張圖,想要告訴大家的是,硅基負極的脫離定位比較高的時候,它在我們電池設計上,為什么我們要設計放電電壓是25v的原因,我簡單講一下。
            硅基負極應用在3.5Ah電池的結果,這張圖是我們前期做3.5Ah時做的膨脹圖,負極片的膨脹,我們做的基準是用石墨負極,這個負極做的是2.9Ah的電池,因為它的能量密度做不了那么高。
            我們做3.5Ah的電池,我們發現了什么呢?圭亞負極和硅碳負極所對應的基片膨脹非常大。角落上的圖是電池循環600周之后,它的鋼盒被脹裂了,這是我們不希望看到的結果。
            從這個循環的對比圖可以發現,在基片的本身來講,因為我放的是硅碳的,它的表面是發生了嚴重的均裂,可想而知這個產品的循環并不是很好。
            對于這個膨脹來講,我們有什么樣的改善方法?我們有很多種,但是對于電池的設計來講,我們選擇有效的粘貼劑,同時優化顆粒大小尺寸。
            氧化亞硅和納米硅之間的差別,我們用類PAA的方法和用改善顆粒配比的方法,分別得出不一樣的結論,但是總體的趨勢是說用兩種方法疊加在一起是有錦上添花的效果,同時說明一個問題,我們循環前后沒有了基片表面均裂的現象。這種改善方法只能說是行之有效的。
            我們再來看一下循環,循環來講,藍色的線是硅碳的循環特征曲線圖,橙色的線是氧化亞硅的特征曲線圖,前期100周的篩選,氧化亞硅的衰減是非?,它是不可逆的反應,但硅基的反應是可逆的反應。對于這個循環來講,大家也可以看到,3.5Ah的電池,如果用氧化亞硅的話,它在500周循環的時候就已經到了80%,這個性能遠遠不能滿足電動兩輪車的需求,所以我們要對它的循環進行優化。
            做鋰電池的都知道,我們會比較容易想到導電網絡的搭建,還有創明內部做的一些其他努力,包括添加劑的選型,這張圖是想告訴大家,添加了CET(音)和不添加CET(音)之間的差別。這張圖也是想要證明如果我們增加了CET(音)導電網絡的優勢。
            我來重點介紹創明。
            我們公司是一家創業做圓柱形鋰離子電池的公司,我們在2020年通過了CNAS(音)的認可,這也證明了我們的檢測能力,同時也證明我們在整個行業里面對待電池的態度。
            我們現在的3款比較前沿的產品,一是21700的產品,我們是做5.0Ah,這也應了大會的主題,我們也是用在電動兩輪車、智能家居等領域;二是9M3.2Ah的,這款電池也是對標國際上的一款電池,也是比較適合于現在電動輕型車的應用領域;三是高倍率的電池,這款電池是適合30Ah放電,但是性價比還可以再考慮一下,這也代表了我們的技術。
            由于時間關系,我給大家介紹這么多,如果大家有興趣,歡迎大家登陸我們的網站,查詢更多關于我們公司的產品信息!
            文章來源:起點鋰電大數據
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