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电池材料做高能量密度的难点是如何保持综合性能

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锂电池在各个领域的消耗量

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北京当升材料科技有限公司。有限公司。副总经理陈彦斌介绍了高能动力的最新发展时,技术锂电池正极材料的兴起NCM / NCA的。记录下的讲话:

陈彦斌:说说我们的进展正极材料。尽管当升科技在这个行业里面很多年了,可以给大家做一个简单的介绍。我们是在1992年,开始氧化物,从2000年到出口到韩国的钴酸锂,在2008年,2009年开始锂三元材料和锰的氧化物,出口到日本和韩国,在2010年上市,上市我们得出的那部分红,江苏省在洛杉矶,二期建设,我们的生产能力,第二期工程已达到1。6万吨,年产。

我们目前的产品,我们上市前一年是数码电池用钴酸锂的供应商,但现在我们主要应该基于三元材料,钴酸锂出货量可能占不到公司的20%,并占80%三元材料,包括523622811,和NCA。

目前,从2001年到这十六岁的本,我们从钴酸锂锰酸锂三元材料出口到国际市场的第一家公司,它应该在同一时间可以说也能够提供阴极材料,以日本和韩国数的少数厂家之一,包括当时的数码电池材料,三出口我们的大批量生产镍电池材料在国外,包括到现在为止,我们已经给特斯拉电池的储能材料,我们实现了很多第一,在2016年的出货量我们,中国的三元材料的运输必须排在第一位,我们的出口占国内出口总量的40%以上,2017年1–9个月的数据也排在第一位这样一个水平,当然,我们是第一家以正极材料为主业的上市公司。

市场说说正极材料的第二部分。2017的阴极材料的锂电池发货135GWh,汽车56GWh,占市场的41%,但在2020年,总出货量将达到265GWh,车辆将被占156GWh,占60%以上的从2020到主导市场。

的视图的正电极材料点,2017?28万吨,其中钴酸锂6。90000吨,三元+ NCM和NCA是150008吨,已经占到56%,已经占主导地位当然,锰酸锂和磷酸铁锂,2020。总正极材料将达到46万吨,当时NCA +三位人民币将达到35万吨,占75%的市场份额,所以你可以看到,包括每天听的报道很多,你可以看到它应该是所述三元材料NCM和NCA应导致未来高能量密度动力电池,当然,包括电池能量储存应用。

这个图象我们也清楚,我们使用磷酸铁锂,尽管现在有可能做150瓦/千克,三元材料能做到180瓦/千克,622可以做到当230-250瓦/千克,811可以是完成后288瓦/千克,当然,我们可以增加电压,523可以从上面230瓦/千克来完成,622可实现接近280瓦/千克的水平的高电压。

做高能量密度的三元材料,或通过增加高镍的电压,很容易补足能量,但它会循环寿命比较差,包括循环寿命和正常温度的高温循环寿命,高温储存该课程的特点,他会有问题,高能量做很容易,但这些属性都难以解决的,当然,他有很多的原因,我们通常说,除了充电和放电,的表面电解质会发生反应,有很多副作用,在三元材料而言,一个很大的问题是因为颗粒断裂,粉碎,一个新的接口,一个新的次级反应后粉碎。结算的主要手段,第一个肯定,他怎么粉想引进他的粉,让他变弱,使颗粒变得更强。第二个当然,粉化不能停,如何缓解他。均匀粉末,颗粒之前内部把手的内表面能够使其更加稳定的表面。

当然也有传统的掺杂结构稳定,包层等一些方法。这是这样的一个例子,从车身前部,这是比较宽松的最下面的原件,做三元材料相对宽松,主体的结构强度从前方到正电极材料,如寿命大大延长。当然,现在也有新的方式来做到这一点是于单晶硅单晶粉末颗粒碎片的问题和困难,这将大大降低。这中间的所以要解决这个问题三元材料,非常重要的前体,正极材料前驱体就基本完成了一半,意味着我们做技术的兴起时,从,尽管他们在高密度球形,长球形材料看颗粒的表面是不一样的,一些适用于高容量,一些适用于长寿命,以及适合于高倍率,当然,也有一些适合于单晶,他的前体是不相同。

一些掺杂技术,湿掺杂技术,以及作为干式掺杂技术。以及表面涂层和处理,从颗粒的外表面,在颗粒内界面,该如何处理,所以,他有一个循环寿命大大提高。

500万彩票我们专门针对这些材料,为了得到523,例如,前两个是专门的圆柱形电池内部,不掺杂,不盖,他主要使用圆柱形电池,他的人生可能1200周的生活,我们大概车载存储和发展是背后4种黄色材料,主要是EV如12微米,PHEV,5微米高倍率的材料制成的,5SC单晶,有5ESS储存,特特斯拉支撑材料,通过前体材料,通过掺杂,通过涂布,他在4000多周,2000周高温寿命室温寿命做的,当然,要做到这一点与圆柱形电池,高温寿命达到至少千周以上,所有国内客户可以做。

这是一个具体的例子,如12微米,我们可以从包很多纳米粉末,我们容量率,第一表最后一列时,容量率差不涂布后完成的表面上,和一个最后的表60度看到储存7天足够的,我们只有2。如图4所示,传统的材料膨胀大概约10%,ACR只有0。由涂层6,常规材料可达到20%以上,有很大的改善存储性能。

当然,我们也做了充分的电池软包,以及我们的数据千周93%的保留率,这是在室温下。800周高温为98%左右,我们自己的实验室水平。

这是客户做的水平,这是44安的软包电池,210瓦/公斤,45度的寿命可以达到国内很多车型2200多周,已应用。有些实力的车辆,如长安汽车,北汽,原来的材料,我们做什么,SK做电池,电源北汽,后来被其他国内电池厂接管业务,基本上他的是我们的料车。这种材料是5微米高的速率,对应于材料333,还覆盖,我只是说车体具有前掺杂的包层,尽管表面涂覆有特征的事情方面的层,如果存在差异比较大的特点,其实这样做车身前者材料必须烧结,掺杂覆盖,周围的每一步,我总是打一个比方,因为我们做的瓷器一样,他说坯子没做好你想赚取釉瓷不能做好,是没有矛盾烧毁孔隙度,密度,将有颜色釉或局部将有脱落,车身前部,以掺杂,涂层是非常重要的做材料。

我们也做了充分的电池,当然它是333相比,其容量要高,当十几毫安,在右边看到存储特性,它是60度7天,只有1个扩展。5%,增幅NCR非常小。这是通过在客户端测量时,所述电荷为60度5℃/ 1C放电,大约800星期的生活有超过90%,和333是100%的水平,右存储SOC,图1的右下角,黑点,黄点是,我们当升材料,对我们的生活和记忆的材料更好。

刚才讲了另一种方式来处理粉状晶体颗粒完成后,该国也将有两种三个这样的材料,有标准的523,还有502525的,因为单晶硅后,你可能会担心它的容量因子会变差,添加更多的钴,以增加它的输出,所以才会有REFC,这是第三个样品。

我们做单晶度会更高,当然,单晶,较大颗粒的程度越高,它不是容量系数将降低?我们还做了一个对比。从2。9做的已经做了3。5,可以在我们的材料能发现实际上并不低,不仅169容量低电压可以看到绿色的线是我们的材料,和一个标准的523,甚至付出更多的则为5%的钴,以及他的能力输出电压有利的是,包括我们比较一下,从0。2C直到2C,我们的材料他电压输出特性比较好。当然,这就是生活,我们来看看右下方45度,3。0-4。4V,1C充电和生活排放,我们的能力和物质生活都表现出优异的。

相比其他的家园,我们的生活和我们525也做了全面的电池,充满电池材料,是502525到略胜一筹,并且与标准的523,我们忙得红色夫人材料。明显的优势。当然,一个单一的液晶材料可以看出增加DCR非常小,只有1。的4%的保留率,容量95.8%时,容量恢复率达到100%,因此在一个存储特性的单晶材料,循环寿命也有利。有放大率,以及周期DCR,单晶材料的数量的优点,当然,低温。

刚才您提到有5E12 5E5,这到底是好?还做一个比较,因为能量是材料的12微米型,5微米是功率型材料,最后能量的单一晶型主要是做,因为我们可以看到他堆积密度可以达到3。比约12微米密度39,更高的。

我们还比较了这方面的能力,我们可以看到,当然,这种评价条件,单晶5微米我更高的封装密度,当然我用更高的封装密度。容量,单晶好,那么,可以达到同样的容量水平,这是一个比较电压,几乎是同一水平。包括生命,我刚才说了,最后他的强项是存储,我们做了4。储存在60度2V,和4。在3V 60度保存,并且相比以往的材料,他还是有着明显的优势。但是,单晶材料确实有一个特点,他是由电池技术是比较大的,我们了解到一些客户,他说:单晶材料,因为输出不同的是没有那么好团圆表现身体的影响,有人说是更比单晶材料团聚高容量体,看如何使用材料。因此,我们从视测试点,至少可以达到同样的水平,而且在存储功能,包括一些优势将更加安全。

第二步谈谈我们的622,我们6A生产三年前,是第622材料,当然,是世界上第二生产材料,产品三年前的今天,我们有一个升级,开发6E,即,更高的容量,而且我们已经开发出一种高电压称为6EH,当然,还有单晶6HC 6微米,6E和6A相比,似乎没有什么差别的整体,但是当我们的烧结体,甚至涂敷的元件进行了一些调整,你可以看到6A和6E相比提高5mA的能力,包括在每个放大倍率也进行了测试,他是一个更高的容量,包括我们的稳定性试验,他将表现得更好。这是做一个完整的电池测试,5毫安比原来6A较高时,它是我们自己主动升级,目前的材料在国内的一些客户量的用户,包括企业的整体侧的前领导人,我们有两个只是温柔的前几天,将使用散装。

他的生活也保持在同一水平。什么水平的预期寿命?然后,这些数据测量SK,之前也说,他用我们的材料可以做四千多的生活,但与原来的材料是韩国生活的2000倍,我们有更多的高低温性能优势,这就是我们做6E的运力增长,这些基础上,我们做了一个高电压上,有4个。35V,4.4V 622,我们可以看到相同的取6A中参考,我们是45度,4.5V,1C充放电时,高温循环寿命显著改善。

谈论6SC单晶硅产品,我们有一个产品和国内的比较,我们可以看到单晶硅的程度更好。正如你所看到的,容量和速度,红线和蓝线,而高于几毫安,比6毫安高,因为有不同类型的段,面对不同的客户。这是一个充放电曲线,电压,可以看出具有明显的优势,包括循环寿命,稳定性,也都是很好的。

我们现在更关心的是高镍材料,811,811已达到我们目前的生产,供应,实现了一批,这是一个12微米的产品,相比原来是外国NCA,你可以看到这个产品是球形,密度比较好,但表面处理,而他在205 mA或更后容量。我们可以看到,这种材料有他的充电电压的特性非常低,放电电压会更高,所以我们在设计材料必须考虑他的输出特性,他的DCIR的问题。当然,他的生活,留在室温下,右边是高温,45度的高温寿命性能非常好。

这是我们的实验室电池,千周93%,IC充分,正常的生活。但从我们的客户评价点的材料,2000多星期的生活肯定是没有问题的,所以科技部和重大研究计划的十三五成立1500周低碳阳极,阴极材料我说肯定不会掉链子,我们的目标肯定是闪耀25003000周做的不错,现在看数据应该是没有任何问题。

我们正在做的NCA,其中NCA镍811,钴15%,80%的镍,约3%的铝,我们对产品的日本NCA的主题,我们可以看到,我们将能够在容量时,上述3毫安,看到的充电和放电曲线,我们充电电压是相对低的,特别是放电电压是完全放电的很端,放电足以得出一个大圆弧向下,看到的速率特性背面是更好,这就是生活,这是在25度的电池寿命测试,其优点是很明显的,这是45度的高温,更明显。

所以我一直在想,我们是采取日本的材料,这不就是很好的材料被送到日本比中国,我们已经想出了来自中国电池厂的材料要真正对比,我们发现,我们有一项措施是NCA仍然显著的优势,如果周围811镍时200毫安的NCA,我们也做了镍-88,容量更高,镍含量为87。如图7所示,213的放电容量,这是保持其他日本材料,我们可以看到的总速率特性包括容量或性能的优势,这是一个45度的周期的一些性能优点。

有些进步这里报告我们在做高能量密度的物质方面,不喜欢数码电池材料,电池材料,更长寿命的要求,我们的目标,如果方形,软包式明媚超过4000倍的正常生活,不止2000这样的目标高温下寿命设计,当然,他们的存储特性和行业的安全性能做了较好的水平,所以我们有信心,尽可能不会输给材料日本和韩国,我们仍然有信心做的。我不相信我们可以测试。谢谢!

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