www.188betkr.com 讯随着新能源汽车和储能系统的快速发展,固态电池作为下一代电池技术的重要方向之一,其正极材料的研究和应用将受到越来越多的关注。
正极材料作为固态电池的重要组成部分,其性能直接关系到固态电池的能量密度、循环寿命、快充性能等关键指标。通过开发新型高电压、高比容量的正极材料,提高固态电池的能量密度。
目前固态电池正极材料主要沿用高镍三元路线,正在向超高镍、富锂锰基、高压尖晶石镍锰酸锂等高能量密度的新型材料迭代升级。这些材料在能量密度、电压平台等方面具有显著优势,但各自也存在一些挑战。
高镍三元材料具有高能量密度和较好的循环性能,被广泛应用于半固态和全固态电池中。特别是超高镍三元正极材料(如9系超高镍),其克容量有望达到215mAh/g左右,与石墨负极搭档时,平均电压稳定在3.62V左右。
富锂锰基电压窗口宽,常压下循环稳定性优于其他商业化正极,高压放电比容量可达250mAh/g以上,与硅碳负极匹配,电芯能量密度有望超越400Wh/kg,且其为低镍高锰正极,低瓦时成本媲美磷酸铁锂。但富锂锰基电子电导率极低 ,高压下循环过程中易发生尖晶石相变,且高压电极/电解质界面副反应严重,面临倍率性能差、首次库伦效率低(<80%)、循环容量及电压衰减等难点,短期无法单一使用,可与现有三元、钴酸锂、磷酸铁锂等正极混合降低电压,提早实现商业化应用。
镍锰酸锂为尖晶石结构,稳定性优于层状氧化物,且具有三维Li+扩散通道,倍率性能良好。镍锰酸锂以镍均匀取代锰酸锂中25%的锰,工作电压高达4.7V,使比能量超越635Wh/kg,接近三元,远高于铁锂,且其为低镍无钴二元正极,成本优势显著。镍锰酸锂的难点在于材料电压平台过高而导致正极界面不稳定,可通过金属掺杂、氧化物包覆及铁锂、三元正极复合等路径解决。
产业化方面,多家企业已经出货并投入实际应用。其中,五矿新能(原长远锂科)在固态电池方面与行业内主流电池企业均有紧密的技术合作,已有正极产品进入多家固态电池企业评估验证,并已向某固态电池企业提供百公斤级产品进行产线试制。
针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题,www.188betkr.com 将于2024年9月5-6日在常州举办第六届高比能固态电池关键材料技术大会。为致力于固态电池技术开发的企业,科研院校,以及电动车、储能、特种应用等终端企业提供信息交流的平台,开展产、学、研合作,共同推动行业发展。届时,来自五矿新能源材料(湖南)股份有限公司研发部副部长白立雄将作题为《固态电池正极材料发展与现状》的报告。
专家简介:
白立雄,五矿新能源材料(湖南)股份有限公司副主任研究员,北京科技大学博士。固态电池方向从事研究工作多年,研究内容包含:多种固体电解质开发(聚合物、凝胶态、氧化物、硫化物等)、固态电池正极材料开发(高电压、三元等)、界面优化(固态电池界面缓冲层、界面匹配等)、固态电池数据库搭建。多次参与固态电池相关的国际合作项目等。现阶段,负责与多家车企、科研院所合作开发固态电池正极材料项目,推进固态电池产业化进程。
参考来源:
1.李泓、陈立泉《固态电池关键材料体系发展研究》
2.东莞证券《固态电池专题报告:下一代锂电池,产业化前景渐明朗》
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