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    遨優動力代東舉:富鋰錳基電池技術應用前景
    發布時間:2018-09-25 09:14:00
    關鍵詞:Li+學社

    遨優動力代東舉:關于富鋰錳基電池的技術分享

    圖為浙江遨優動力系統有限公司研發總監代東舉做主題演講


      9月22日上午,由中國化學與物理行業協會動力電池應用分會和電池中國網聯合主辦,全球未來出行大會組委會戰略支持,同濟大學汽車學院、優必愛信息技術(北京)有限公司重點支持的“Li+學社·成就鋰享 智信未來(2018)電池技術沙龍”第五期:“歸因重組-大數據解開電池安全困局”沙龍在杭州國際博覽中心舉辦。浙江遨優動力系統有限公司研發總監代東舉在沙龍上做主題演講,以下是演講內容。


      浙江遨優動力系統有限公司研發總監 代東舉:


      各位專家、各位同行,大家上午好,本來今天的會議是讓陳博士過來跟大家進行匯報的,因為他今天臨時有事,我就代替他向大家做一個匯報。


      我今天匯報的主題就是富鋰錳電池的應用前景。今天匯報分為三大部分,第一個是富鋰錳新產品介紹,另外簡單介紹一下遨優公司,以及遨優公司現在推出的產品。


      首先我們來看富鋰錳這一塊,富鋰錳的材料大家其實都不陌生,在05年的時候就已經提出這一款材料了。這兩年隨著貴金屬還有電機成本的不斷下降,對能量密度的要求,這一款材料又給提上議程了。


      這一款富鋰錳材料是隨著對錳系材料的研發出現的,它的原理跟我們現在市場上普遍見到的三元材料是不一樣的。那什么是富鋰錳呢?富鋰錳從它的元素組成來說,我們也可以把它看成是一種多元材料,也可以說是三元,也有可能是兩元,跟這個里面的金屬配比有關系。


      但是它又跟目前普遍市場上的錳酸鋰不一樣,有時候我們經常跟主機廠包括一些供應商在聊的時候,他們會問,這個富鋰錳跟錳酸鋰有什么區別?今天我給大家講一下。


      富鋰錳目前普遍認可的一種定義,就是兩種化合物的不溶體,就是錳酸鋰和過渡金屬化合物的合成物,現在普遍把它寫成鋰2錳氧3,包括一個固溶化合物的組合。普通的錳酸鋰就是一個錳系的氧化物,而三元材料就是以電阻錳為主的,或者電阻鋰為主的,三種元素的搭配形成的這種化合物。


      為什么叫富鋰?因為它的鋰會穿梭到過渡金屬層里面去,所以說它的鋰含量相對比三元材料和錳酸材料偏高一些,而且這個材料是以錳系為主,所以大家都叫它富鋰錳。我們為什么選擇富鋰錳?富鋰錳的這一款材料它的優點是很明顯的,主要表現在克容量特別高,可以達到3百或者4百,對我們的研發方向來說,這是一個不可或缺的材料。


      另外富鋰錳的材料主要是以液錳為主的,其中錳元素的含量特別高,我們對比了目前4個含量,就是811材料我們比了更多的元素組成,其中富鋰錳的元素材料錳元素特別高,所以它的優勢比較明顯。


      富鋰錳優勢很明顯,但目前也有一些缺點,就是一直阻礙它商業化,主要有幾大方向。一個是首次效率不高,大概在60%到70%左右,可能做得好的在80%,我們市場上普遍做的都在85%以上,只要做材料設計的都知道,如果首次效率偏低,即便是它的容量很高,對我們整個設計來說整個能量是發揮不出來的。。


      另外一個就是導電性差,導致我們整個富鋰錳的功率特性差,在車載應用的時候,基本上很難滿足車用的需求。第三個因為這一個材料需要高壓去激活它,發揮它本來的優勢,我們配套的高壓電鋰液,目前還沒有一個很成熟的配方。


      我們目前解決富鋰錳這幾大缺點,主要有幾個方面。第一個就是把材料進行納米化,縮短Li的擴散路徑,提高電導率,第二個是表面有效包覆,組織晶格的變化。第三個,我們通過摻雜減少活性氧氣一釋放,穩定材料結構,抑制層狀固溶體結構向尖硬石結構轉變,我們主要是對摻雜的元素進行了對比。第四個是高電壓這一塊,主要是添加功能添加劑,這個作用在我們研發的過程當中有一些借鑒,主要是抑制錳元素的稀出,從而減少活性氧的釋放,來穩定它的結構,這個是我們當時試了各種添加劑,對循環的改善還是特別明顯的。


      這是我們富鋰錳產品基本的研發路線,其實重點還是在于材料,主要是通過富鋰錳材料的改性以及配套材料的開發,比如說高壓的隔膜包括電解液,這樣我們來提高富鋰錳上線電壓,這樣我們富鋰錳的能量才能逐步提高,我們下一步是4.5、4.6、4.7這樣去不斷提高它的充電電壓。


      這個是我們現有一款量產富鋰錳的電測性,富鋰錳在循環過程當中電壓平臺下降特別明顯,我們摘取了1千到5百次左右的循環,監控了它的變化,上面是富鋰錳的變化,下面是三元材料的,我們發現基本上兩者相當,基本衰減在2%不到。


      這個是它的倍率特性,我們改善了之后,整個倍率特性基本上和三元是相當的,滿足90%以上,改善之前倍率性特別差,三元只有60%多。這個是它的低溫特性,基本上也是和目前的三元材料相當。這個是它的一些高溫儲存特性,目前也是能達到產品的要求。


      這個是我們新上的聯合公告,就是這個產品的應用,目前計劃在10月份開始工作,富鋰錳這一塊簡單介紹這么多。


      下面介紹一下遨優公司,我們成立于16年的11月份,隸屬于浙江之信控股。我們目前有兩大基地,一個在肇慶一個是在湖州,目前主要是做軟包裝電池。這是我們公司的核心競爭力,在技術資金這一塊,包括市場。


      主要的產品這一塊,目前的產品是多元化發展,滿足市場上的高倍率型需求,還有一些快充類的,還有高功率類型的,這是產品的特點。


      這是我們公司獨創的一個專利,就是一個雙重的保護,這個專利是集軟包裝電池和現在方型電池的優勢,既保證了安全性和穩定性,又把方型電池的標準化集合在一起了,優勢還是比較明顯的,另外我們現在全部采用的是自動化生產產線,對產品的一致性還是有保證的。


      接下來介紹一下遨優其他的產品,目前產品這一塊分為5大類,其中鈦酸鋰這一塊需求不大,主要偏向于三元和磷酸鐵鋰這些。目前從電芯、模組到系統均是推的標準型號、標準尺寸。


      這是我們公司能量密度的提升路線,18年目前已經量產260,預計11月份開始功耗。按照我們目前規定的計劃正在穩步做研發,目前實驗室同步研發280和300的。


      這是我們公司兩款典型產品,一個偏功率型,一個偏產品的技術路線圖,這是我們標準的模組,目前所有的開發都是基于標準的模組來做定向的開發,包括熱管理系統。


      這是我們公司PACK產品的應用,乘用車、商用車和物流車這一塊,乘用車主要是用三元和富鋰錳為主,商用車現在大家的市場是一樣的,跟著市場的步伐以磷酸鐵鋰為主推標準箱,物流車兼和一些三元這些材料,以成本為導向。


      這是乘用車開發我們推出了VDA標準模塊,這個跟市場上的標準模塊有點差異,但尺寸都是一樣的,這是基于軟包裝打造的一款標準VDA模塊,它的優勢就是說我們的電芯厚度方向可以去進行調整,所以我們就通過改變串數來改變模組的高度,長和寬尺寸都是一樣的,這樣可以滿足我們不同車型的不同底盤高度這種車型的需求。我們的熱管理方式也是根據市場的需求做各種變化,有雙側、底部和自然冷卻的,根據市場的需求不同。


      這是我們商用車的標準箱,現在基本上跟市面上通用的,通過不同標準箱數量的搭配,滿足的電量基本上可以滿足8米到12米,不同電量的需求。目前標準箱能量在140,我們計劃推出160wh每公斤的,就是標準今年的市場。


      謝謝大家的聆聽,我的匯報到這里。


    稿件來源: 電池中國網
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