鋰離子動力電池迎來全新時代,解決新能源車“里程焦慮”問題

對於鋰離子動力電池來說,300瓦時/公斤是個什麼概念?目前,國內鋰離子動力電池的平均值為230瓦時/公斤。從230到300,數值上雖然僅增加了70,卻將迎來國內鋰離子動力電池的新時代。

鋰離子動力電池迎來全新時代,解決新能源車“里程焦慮”問題

在中航鋰電(洛陽)有限公司,近千人的研發團隊專注於一個科研項目,那就是300瓦時/公斤鋰離子電池技術開發及產業化。

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與傳統的鉛酸(leadacid)、鎳鎘(Ni-Cd)和鎳氫(Ni-MH)電池等相比,鋰離子(Li-ion)電池具有工作電壓高、能量密度大、循環壽命長、質量輕、自放電小、無汙染、無記憶效應等突出特點,已廣泛應用於移動電話、照相機、小型攝像機、筆記本電腦等3C數碼領域,作為動力電源在電動車中得到推廣,還將在儲能電站、智能電網、軍事、航天航空等領域逐步滲透。

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鋰離子電池由正極、負極、電解液、隔膜和粘結劑、導電劑等其他附屬材料組成,在目前的鋰離子電池體系中,常用正極材料為過渡金屬氧化物,如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等,常用負極材料為石墨、硅基材料等。正極材料本身的離子與電子電導率較低,電阻值較高,容易引起電極極片的極化,是限制電池充放電循環和倍率性能的主要因素。為了建立更高效的電池正負極材料之間的導電網絡和結構,通常需要在製作電極時加入一定量的碳類導電劑,在活性物質之間、活性物質與集流體之間形成更多的電子和離子通道,減小電極的接觸電阻,加速電子的移動速率。此外,導電劑也可以提高極片加工性,促進電解液對極片的浸潤,有效地提高鋰離子在電極材料中的遷移速率,降低極化,從而提高電極的充放電效率和使用壽命。

鋰離子動力電池迎來全新時代,解決新能源車“里程焦慮”問題

中國已成為全球鋰電池發展最迅速及最活躍的地區之一。據中國化學與物理電源行業協會統計,2016年中國鋰電池產值為1115億元,相比2011年增長近6倍,複合增長率約32%。在下游市場容量不斷擴張的同時,其消費結構也在發生變化。鋰電池有三個主要應用領域:3C消費電子、動力電池和儲能電池。目前3C消費電子市場日益成熟、增速放緩,而新能源汽車和電化學儲能的鋰電池需求則逐漸抬頭。2016年動力電池市場佔比達到52.64%,超過3C 成為最大的需求端。鋰電池的需求重心開始由3C市場向動力市場及儲能市場轉移。

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