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动力电池企业纷纷布局高镍电池但技术难题不可避免

来源:山西光伏电气设备发布时间:2020-02-13 点击次数:

     2018年6月12日,新能源汽车补贴新政开始实施,这要求提高动力电池的能量密度。此外,钴作为锂电池正极材料的必要元素,价格也在不断上涨。在能源密度高、钴价上涨的双重压力下,国内厂家开始研制高镍电池。据电动汽车资源网了解,宁德时代明年将推出高镍三元811电池。除宁德时代外,包括比亚迪、别克电池、国轩高科技、红豆杉能源、宁波金河、天津帕洛、当盛科技、厦门钨酸盐工业等企业,也纷纷在高镍811电池领域展开了积极布局。据统计,2018年第一季度,国内三元原料产量为31670吨,比去年同期增长64.26%。其中,传统CM模式占78%,CM 622型占14%,CM 811占8%,CM 811产量显著增加。那么,公众对高镍电池了解多少呢

     顾名思义,高镍电池是指电池中镍含量相对较高的动力电池。目前国内主要型号为CM 523,目前动力电池企业的有源布局为CM 811。这些数字是什么意思它们代表电池中镍、钴、锰的比例,镍在CM 811中的比例高达80%。高镍意味着动力电池具有更高的能量密度和更低的钴含量。高镍电池既能满足当前动力电池的两大需求,又能提高能量密度,降低材料成本,各大动力电池厂商自然会积极布局。然而,高镍电池的大批量生产和商业化道路上存在着一些不可避免的技术问题。

     三元材料中镍含量的增加会导致更高的能量密度,但随着镍含量的增加,正极材料的稳定性也会降低,这主要表现在循环充电的容量损失和高温环境下容量的加速衰减。造成产能损失的主要因素是阳离子混合、应力诱发的微裂纹、生产过程中杂质的引入、导电炭黑的再分布等。其中,对电容加速衰减影响最大的是阳离子混合和应力诱导的微裂纹的产生。电动汽车资源网络将重点分析这两个因素。

     阳离子混合放电:指二价镍离子由于体积与锂离子相似,在放电过程中去除锂离子,由于外界因素的影响,锂的插层能力发生了变化。在充放电过程中,阴极材料表面的脱层锂压力最高,速度最快,因此由于阳离子混合,表面晶格经常发生变化,也称为表面重构。

     镍含量越高,阳离子混合排泄的概率越大。减少阳离子混合排泄的方法有以下几种:

     1.改进技术,减少二价镍离子的形成,可以从根本上降低阳离子混合的可能性。

     2.镁离子体积与二价镍离子相似,镁离子先于二价镍离子先于二价镍离子形成空位,防止镍离子进入。最重要的是镁离子不直接参与充放电过程,并能保持结构嵌入后的稳定性。

近30年来,山西光伏电气设备已建成为一个基础设施完善、开发管理手段灵活,质量控制有效,具有良性循环发展机制的研究开发及电气控制柜,高压电器,低压电器等产品制造中心。