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高能量密度趋势下材料新“风向”
动力电池| 材料| 高工年会 文章来源自:高工锂电网
2019-12-31 09:13:32 阅读:14204
摘要从发展趋势看,高能量密度体系已经成为动力电池发展的重要定势,只是时间与速度,发展快与慢的问题。

材料是驱动动力电池发展的关键核心。高镍时代下,材料供应链体系正在呈现怎样的变革,安全、成本、性能如何权衡,新材料产业化进展程度等等,都是锂电行业热切关注的话题。

在“利元亨•2019高工锂电&电动车年会”的动力电池专场三,鸿鹏新能源电池研究院高级总师梁世硕、诺德股份常务副总裁陈郁弼、苏州锂盾总经理夏文进、深圳斯诺董事长鲍海友、壹石通研发总监王韶晖博士、容百科技总裁助理兼战略管理中心总经理赵军等参与了“应对高能量密度材料创新”的圆桌对话。

作为宝能集团旗下专注新能源动力电池的全资控股子公司,鸿鹏新能源电池研究院高级总师梁世硕表示,鸿鹏动力电池定位于高端市场,技术路线包括软包及方形。材料选型以高镍材料、硅碳为主,公司还在开发固态、固液混合体系的电池。

鸿鹏新能源电池研究院高级总师梁世硕

“公司拥有多个技术体系,高镍811体系、快充高功率体系和固态体系等,目前推进较快的是高镍811体系。” 梁世硕补充到。

在裹挟巨额资本进入动力电池领域的新玩家中,鸿鹏新能源算是具有代表性的一家。公司对于技术路线、材料体系的选择,到最终产品核心竞争力的形成,也在一定程度上决定其是否能在接下来激烈的市场竞争中突围而出。

从发展趋势看,高能量密度体系已经成为动力电池发展的重要定势,只是时间与速度,发展快与慢的问题。而在材料方面,材料企业已经在技术、安全、性能、品控上做出了怎么的突破与努力?

正极材料方面,在能量密度提升和降成本要求下,NCM811材料的商业化应用正在加速,进而对高镍材料产生强劲需求。

容百科技总裁助理兼战略管理中心总经理赵军

容百科技总裁助理兼战略管理中心总经理赵军表示,容百科技在高镍材料领域可说领先了半个身位。就产业化进程看,圆柱如比克、远东福斯特以及一部分高端3C类电池企业都已经在用高镍体系,方形目前仅有一家头部电池企业应用,软包还在送样测试阶段。

容百科技NCM811高镍正极材料已经是技术成熟的产品,今年出货量位居业内第一。未来2至3年内,容百科技仍会坚持高镍产品路线,保持领先的市场份额,让其成为公司主要的业绩来源。

负极材料方面,硅碳负极材料被业内认为是实现下一代高比能动力电池产业化的关键,但是在规模化应用上,还存在首效低、体积膨胀、衰减快循环差的短板。

深圳斯诺董事长鲍海友

深圳斯诺董事长鲍海友表示,目前硅基负极材料主要问题有体积膨胀、材料粉化、导电网络失效、SEI反复生长等问题。上述问题会导致电池安全性能差、倍率性能差等问题。现在行业用硅普遍在8%-10%。

针对上述问题,深圳斯诺在纳米硅制备方法方面,采用低温化学法,其技术优势是安全环保、能低耗、低成本、规模化。用该方法制备的纳米硅材料的首充容量449mAh/g,首效91.9%,循环100周容量保持率≥95%,前景可期。

隔膜涂覆材料方面,随着动力电池厂家对磁性异物的管控日益严格,对电池的性能、质量要求不断攀升,锂电隔膜涂层应用陶瓷粉体材料成为大势所趋。

壹石通研发总监王韶晖博士

壹石通研发总监王韶晖博士指出,相较于氧化铝,勃姆石的优势在于硬度低,能够降低设备磨损和异物带入风险;同样重量多涂覆25%的面积;涂覆平整度高、内阻小;低能耗、生产过程对环境更加友好;而且勃姆石的吸水率仅是氧化铝的一半。

在陶瓷粉体的质量管控方面,壹石通做到了四个方面:一是层状结构特性,可控制备片状颗粒;二是片状颗粒的随机堆积,其孔道的曲折度高,阻止锂枝晶穿透生长的厚度小;三是粒度越小,阻止穿透枝晶的厚度越小;四是调节粒度,满足不同厚度的要求。

铝塑膜方面,作为软包电池关键材料,目前国内动力电池铝塑膜仍然为日韩材料企业所垄断。

苏州锂盾总经理夏文进

苏州锂盾总经理夏文进表示,想让铝塑膜穿上“红色”的衣服,需要走不同于传统的新的技术路线,让材料全面实现国产化,才能攻破动力电池材料国产化的最后一道壁垒。

针对此,苏州锂盾自主研发了区别于日韩干法、热法的第三条技术路线——微波非极性物理锚固法解决方案。采用“钉钉子”原理,将微观锚钉分别打到尼龙、PP、铝箔各个界面中,再通过微波照射将各界面的锚钉连接起来,形成化学锚钉网,生产出具有优异深冲、高阻隔性、绝缘性、阻燃性且耐腐蚀性能的铝塑膜产品。

铜箔方面,在能量密度提升的要求下,主流动力电池企业完成了轻薄铜箔的快速切换,6μm极薄锂电铜箔的市场占比快速提升,更薄的4μm铜薄也进入了量产阶段。

诺德股份常务副总裁陈郁弼

诺德股份常务副总裁陈郁弼认为,动力电池企业切换薄型化铜箔是未来的重要趋势,2019年6μm铜箔已经成为市场主流,2020年应该就到4μm铜箔了。但是锂电铜箔应用并不是越薄越好,需要保证电池的安全性。

目前,诺德股份的4.5μm普通抗张铜箔已开始小批量供应客户;高抗张产品已完成送样,客户正在验证导入。6μm抗张≥45KG的铜箔已开始正常供应客户,同时延伸率可≥8%。打孔铜箔已实现批量稳定生产,主要应用于固态电池,可帮助提高20%能量密度。

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