未來改用硫做鋰電負極材料將會對電池性能改進做出多大幫助?
12月17日,第七屆全球新能源汽車大會(GNEV7)在北京中國大飯店開幕。在下午舉辦的分論壇《動力電池:全球競爭格局與下一代技術》上,寧德時代研發(fā)經(jīng)理郭永勝以《動力電池的下一代技術——固態(tài)鋰金屬電池》為主題進行演講,介紹了寧德時代正在投入研發(fā)的固態(tài)鋰金屬電池。
寧德時代研發(fā)經(jīng)理郭永勝
郭永勝介紹寧德時代在動力電池下一代技術有一定的布局,在固態(tài)電池方面做了很多探索和思考。為什么寧德時代要做固態(tài)的鋰電池呢?傳統(tǒng)的鋰電池是石墨,最極限的密度是做到270、280kwh/kg,下一代技術是硅,把這個引入進來,能量密度能做到300kwh/kg,極限就是350kwh/kg,350以后到底用什么?可能就是鋰做負極了,這并不是一個新的話題,已經(jīng)有七八十年的研究歷史,所以鋰金屬在傳統(tǒng)的業(yè)態(tài)電解鏈里面面臨很大的挑戰(zhàn)。
那么,解決鋰金屬面臨的挑戰(zhàn)就是用固態(tài),做固態(tài)鋰金屬電池可能是把鋰金屬用上,也能把高壓的材料用上,同時兼容安全可行的選擇,這個是寧德時代目前在未來一個研發(fā)的布局。其實對固態(tài)電池大家也不陌生,包括學術界、產(chǎn)業(yè)界都在關注這個事情,可以把固態(tài)電池分為三代,第一代就是把傳統(tǒng)的鋰離子電池里面換成電解質,這樣的優(yōu)勢并不明顯,因為換成固態(tài)電池以后,能量密度、體積能量密度比現(xiàn)有的傳統(tǒng)的鋰離子要低,正負極極片里面也需要有。
第二代就是把負極換成鋰金屬,正極用傳統(tǒng)的正極材料,可以用高壓,再往下一代,因為負極用了鋰,正極材料可以用不含鋰的材料,可以用硫,其他不含鋰的都可以嘗試,這樣能量密度會有進一步提高的空間。郭永勝介紹寧德時代做固態(tài)電池之前,對全球做固態(tài)電池的企業(yè)做了調(diào)研,可以看到做固態(tài)電池的是一些大公司,他們做的整體上都是在歐美這塊。
總結一下,主要是鋰金屬和傳統(tǒng)的正負極材料企業(yè)在做,固態(tài)電解質分為三種,一種是主要的聚合物,另外一種是氧化物,再有就是硫化物。做固態(tài)電池,這三重固態(tài)電解質,最主要的就是鋰子電導的問題,傳質是關鍵中的關鍵,因為鋰子電導本身的電導率有很重要的關系。郭永勝介紹了這三種固態(tài)電池目前全行業(yè)的研究進展。
首先,在聚合物方面,在2011年的時候,法國的Polymer公司在倫敦投資了再固態(tài)電池的車,這個車也是試運行的出租車,這個電池用的是PEO類的聚合物,這個是他們一個性能,就是扣電水平是1300周以上。寧德時代前些年也做了研究,以稍微大一點的電池,不用扣電電池做,大電池能做到80%,大概600周的水平,也做了整體安全的性能,所以固態(tài)性能,無論是在剪開或者是彎折,安全性沒有大問題,這就是為什么做固態(tài)電池重要的因素。












