鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年04月07日
高鎳三元材料會成為動力鋰電材料發展的趨勢嗎?
在動力鋰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對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等國際動力鋰電池公司都在應用和開發高鎳三元動力鋰電池;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,多家電池公司實現大批量應用,預計2019年下半年,方形、軟包動力鋰電池解決應用難題,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。
十月十九日,高工鋰電(2018)國際鋰離子電池關鍵材料技術創新峰會接棒昨日(十月十八日)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鋰電池公司超80位行業專家、技術領袖及超400位業內人士就現階段動力鋰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。
在動力鋰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對的挑戰與對策的精彩主題演講。
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,材料公司也面對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。
針關于此,李建忠也提出了高鎳三元材料七大安全性改善方法:
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。
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、固態鋰離子電池設計。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。關于新能源汽車來說,當電池容量衰減到初始容量的70%至80%就要對電池進行更換。其中,電動乘用車電池的使用周期為4至6年,商用車的電池使用率更高,因此,使用壽命約為3至5年。由于新能源汽車大力推廣是從2013年以后開始,因此能夠推算出第一批電池更新換代的時點將會在2018年左右,屆時動力鋰電池的退役與更新有望迎來爆發式上升。
關于三元材料電池,常用的回收手段仍為拆解,其拆解產物鎳鈷鋰銅鋁等金屬具有較高的經濟價值,一般用于動力鋰電池的再制造。目前回收拆解市場相對分散,且在當前退役的電池中,三元材料電池占比相對較低,但由于鎳、鈷等貴金屬仍然是上游產業的稀缺資源,因此,三元電池的拆解具有很大潛力。
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