动力电池的四大关键材料和材料技术该如何突破?

2020-09-03 08:34 ryder

动力电池有四大主要资料,那就是负极资料、正极资料、电解液和隔膜。未来,锂离子电池物料必定是中国企业说了算,因为中国锂离子电池物料供货商现已实现了从“仿照-跟进-赶上”的跨过,现在现已处在陆续“赶超”的路上。
 
在正极物料上,国内企业不论是技术和规模都正在构成“后来居上”之势,未来开展前景可期;
 
在负极物料上,国内企业具有全面领先的优势,职业地位现已构成,短期内难以被超越;
 
在电解液上,因为专利和中心添加剂被外企把控,加之配方又受制于客户端,国内电解液厂家实际上现已沦为了代工厂;
 
在隔膜方面,国内企业技能进步缓慢,新的系统未获得打破,未能从本质上处理问题。
 
为了提高隔膜的热稳定性和对电解液的浸润性,国内企业一般都会在隔膜上涂上一层陶瓷或许有机物涂胶,最多的甚至会涂上5层,尽管涂层后功用会有所提高,但一起也占用了电池空间,添加了电池分量。
此外,电池辅助资料尽管很重要,但一向不被国内企业所重视,因而辅助资料长时间被外企所垄断,也最容易被卡脖子。
 
现在很多国内的电池资料供货商现已开端起来,跟宁德时代一起成长起来的供货商有正极资料供货商当升科技和厦门钨业;负极资料供货商江西紫宸和凯金能源;电解液资料供货商天赐资料、新宙邦和江苏国泰;隔阂资料供货商上海恩捷和星源材质。
现在,日韩电池企业的首要供货商仍为日韩资料企业,尽管在品质方面较国内企业有必定的优势,但收购本钱较高,跟着国内资料供货商的生产技能不断优化,日韩企业也开端导入国内要害主材供货商。比方,松下在正极资料供货商上导入了厦门钨业;负极资料供货商导入了贝特瑞和江西紫宸等等。
 
关键材料的技术如何突破
 
如何突破应该首要仍是要看使用场景,根据使用场景来决议如何打破瓶颈。比方说未来新能源轿车成为主流,长续航路程的新能源轿车,但什么样的新能源轿车对消费者来说才是最实用的呢?
他以为假如作为城市代步车的话,其实没有必要寻求500公里以上续航路程的新能源轿车,因为往常咱们上班来回根本不会超过200公里,太长的续航路程只会增加成本。因而新能源轿车应该区分为国民车和高级车更为合适。
假如这样区分的话,动力电池就会有适用国民车的磷酸铁锂电池和适用高级车的三元锂电池。“根据这个判别,能够得出正极资料的方向,一个是磷酸铁锂,处理安全和成本问题,合适国民车;二是高镍正极,处理续航路程和成本问题,合适高级车。而高镍正极材料的技术突破在于短程化,以此来解决成本问题,具体来说,就是缩短从矿山到三元的过程;同时也需跨界立异处理安全问题,系统化处理,而不是单一途径去处理,因为单一途径不可能完全处理问题。
 
铁锂正极资料的技能打破方向则在于:
一是,短程化,
二是,需求一体化技能;
三是,高能量密度,极片密度需求2.8g/cc;
四是,LFP补锂添加剂使用,这是铁锂电池能量密度到达200~220wh/Kg的要害。
 
在负极材料的技术突破上
关于碳负极资料,需求提高天然石墨和人工石墨的功用,降低价格;对Si系负极材料,需求完全推翻其工艺技能,从配备开端,就要兼顾循环再利用问题。最终经过跨界交融立异的方法,将SiOx和纳米硅做到4.0万/吨以内。
关于其他类型的负极材料,现在还不适用,或许还不能实现商业化。
 
在隔膜方面,因为隔膜的功用首要是导离子和隔电子。客户现在面临的痛点是安全系数不够高,约束了高能量密度设计。
其处理思路是从本质上处理,而不是被动处理。最好不用涂层就直接适用,而不是像现在这样需求涂多层涂层。
此外,电池辅料其实是一个被遗忘的中心要害,它决议了电池的整体功用。
总的来说,动力电池要害资料技能打破的思路有,资料功用化,流程短程化;系统化,集成化开发;跨界交融立异;简单化几种。
 
动力电池的开展方向
就现在来说,锂离子电池是用于新能源轿车的不二之选,短期内,其他电池难以替代。全固态电池尽管感觉很好,可是现在还不适用。350wh/Kg可能就是燃油车与新能源轿车PK的临界点。
 
最后,从铅酸电池,碱性电池开展这么久了都还没有被替代,就能够看出,锂离子电池最少还有30年的发展,“咱们不排斥新技能,新事物,但仍是要实际一点,锂离子电池发展几十年了,现已有必定的基础,有沉淀,仍是要沉下去,聚集锂电,这样对推进新能源的开展更具实际意义。

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