有哪些儲能材料能完美替代鋰電池?鋰電池的下一代會是什么電池?
3c電池主要是鈷酸鋰。現(xiàn)在續(xù)命手段是向高電壓做,成效明顯。就是廠商出于安全性考慮,雖然有技術儲備,實際應用相對保守。
動力電池今年主流跑的大多是
正極是三元ncm333/523/622 負極是石墨
純電芯能量密度160–230wh/kg 做成pack后大約140-160wh/kg
正極嘛811不遠啦,畢竟鈷價一年翻三倍,現(xiàn)在一噸九萬多美元可怕。
負極嘛現(xiàn)在業(yè)界認為行之有效的主要是氧化亞硅/石墨復合,能做到氧化亞硅含量10%左右。純硅缺點太多,膨脹率300%。循環(huán)捉急,當然氧化亞硅/石墨復合的粘結劑比較重要。
這兩個加一起可以把電芯能量密度提升50%就是到300wh/kg左右。時間節(jié)點大概在2020吧。那時候pack怎樣都有個220wh/kg。跑400公里的車電池包就只要200多公斤了。相較于最初的動力電池磷酸鐵鋰/石墨解決方案提升接近3倍。
全固態(tài)目前業(yè)界普遍看法不會在2025以前到來。問題很多,一個是接觸界面不穩(wěn)定,實驗室以扣式為主,做出疊片因為壓力不足,經(jīng)常發(fā)生固態(tài)電解質(zhì)與電極材料接觸不好,無法穩(wěn)定充放電。第二是金屬鋰片沒辦法切的很薄目前業(yè)界最領先大概能切個35-50微米左右,側面限制了應用。
目前的科技看來。沒有任何一種其他儲能材料能完美替代鋰電池。鋰電池下一代估計還是鋰電。
總結一下,中國工業(yè)界來看
short term(2-3年),很好很強大,量產(chǎn)推進中
正極 ncm 811,nca
負極 si/c
隔膜pe涂覆勃姆石
mid term (5-10年)靠不靠譜沒人知道,驗證階段
全固態(tài)(喵喵喵?)
富鋰材料?(我富鋰正極還能幫傳統(tǒng)鋰電續(xù)命十年???喵喵喵???)
long term (業(yè)界沒人做,20年內(nèi)也許有戲?媽哎,神仙打架)
鋰硫
目前來看,鋰離子電池下一代最可能是鋰電池,最好是全固態(tài)鋰電池。(鋰金屬為負極的電池)
我這里有一份美國能源部”battery 500”的規(guī)劃,和大家分享一下。
這是一個為期五年、投資額5,000萬美元的Battery500聯(lián)盟,旨在將電動車電池的儲存電量提升三倍,并將把資金中的20%用以贊助電池技術領域的小型“種子”研發(fā)項目。該聯(lián)盟將打造能量比(specific energy)達到每公斤500瓦時(watt-hours)的電池組,而目前典型電動車電池組的能量比為每公斤170~200瓦時。
電池研究就像走鋼絲,需要權衡價格,容量,安全性,充放電能力等一些參數(shù)。
我們可以從這份規(guī)劃上看到:最近十年正極材料趨勢是高鎳材料,NCM811 NCA將會是研究和產(chǎn)業(yè)化的熱點。國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化,僅僅是NCM111、NCM523和622產(chǎn)業(yè)化,NCM811和NCA還不成熟,沒有產(chǎn)業(yè)化,富鋰錳基由于電壓衰減和倍率性能差的致命缺點,還很難看到產(chǎn)業(yè)化前景。
目前負極硅使用含量很低,小于10%,后續(xù)研究集中在高含量在導電劑、粘結劑以及電解液匹配方面。
負極材料目標是使用高安全的金屬鋰材料。重點要解決鋰枝晶帶來的安全問題。
















