动力电池技术发展方向分析:正极减钴 负极加硅 电解液向固态

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动力电池技术发展方向分析:正极减钴 负极加硅 电解液向固态
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来源丨中国汽车工业信息网 朱培培
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近年来 , 锂电池技术处于快速发展中 , 锂电池研究主要集中在进一步提高使用寿命、提升安全性、降低成本 , 以及新的正负极材料等方面 。
动力电池技术发展路线与目标
动力电池技术发展方向符合《节能与新能源汽车技术路线图2.0》相关规划 。
动力电池技术发展技术路线与目标展望
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动力电池比能量和成本目标
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正极减钴到无钴 , 负极加硅 , 电解质减有机溶剂并逐步向全固态方向发展:面向2025年发展目标 , 采用更高比容量的富锂材料 , 高容量的硅碳负极 , 逐步开始向固态电解质转型 。到2030年 , 全固态电解质预计有望实现大规模商业化 。
技术升级方向
2.1 正极材料低钴/无钴化技术不断发展
近来 , 正极材料低钴/无钴化技术不断发展 , 继比亚迪“刀片电池”、宁德时代“CTP电池”之后 , 蜂巢能源、LG化学、三星SDI等近期都在电池无钴化方面展开布局 。
2021年无钴化技术布局
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2.2 聚焦电芯 , 重点关注正负极材料选择提升能量密度
在动力电池领域 , 系统的能量密度与电动汽车的续航里程直接挂钩 , 高能量密度几乎成为市场衡量电池性能的绝对标准 。从能量密度视角看 , 正负极选材是提升电芯能量密度的关键与核心 。
多研发机构研究新型正负极材料提高能量密度:高性能特种材料制造商Unifrax开发硅纤维负极技术 , 可提高锂离子电池的能量密度;休斯顿大学卡伦工程学院教授Yan Yao、休斯顿大学博士后Jibo Zhang , 与莱斯大学的研究人员共同研究证明 , 通过溶剂辅助过程来改变电极微结构 , 可以将有机基固态锂电池的能量密度提高至以前的两倍;日本国家工业科学技术研究所(AIST)的研究人员基于使用Li2O牺牲剂 , 开发出具有高能量密度和长寿命的新型无负极锂电池;SES发布全球单体容量最大锂金属电池 , 其容量高达107 Ah , 也是世界上首次公开展示的超过100 Ah的单体锂金属电池 。
2.3 重视安全性 , 不起火电池备受关注
2021年以来 , 长城大禹电池、国轩高科302Wh/kg三元电池等陆续推出 。为提高动力电池安全水平 , 多家车企和动力电池厂商纷纷推出不起火电池方案 , 未来动力电池安全问题依然是企业关注重点 。
为了提高动力电池的安全水平 , 多家车企和动力电池厂商推出不起火电池方案 , 未来动力电池安全问题依然是企业关注重点 。
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2.4 新型电解液改善电池循环寿命 , 固态电池技术获发展空间
动力锂离子电池的失效直接影响电池的使用寿命与安全性 。而失效的诱因通常是一连串的“反常”反应 , 而且多数难以避免 。改善电芯使用寿命的主要方法是对电解液改性 。