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未来动力锂离子电池的发展趋势

来源:【TRD拓尔德】 发布日期:2020-09-28 分享 加入收藏 关注:503

叠片工艺+无钴电池技术是未来动力锂离子电池的趋势。虽然叠片工艺有明显的瓶颈,但却是未来动力锂离子电池发展的大势所趋。随着新能源汽车的爆发,钴价曾在一年中爆炒涨幅超过125%,且价格多次出现沉浮波动,因此钴成为影响动力锂离子电池成本稳定性的重要因素之一。


叠片工艺+无钴电池技术是未来动力锂离子电池的趋势


无钴内阻偏高,假如把叠片技术用上,可以再降低它5%的内阻,所以叠片加无钴这两种技术的结合,既可以发挥无钴的优势,又能解决无钴的痛点。叠片和无钴,一个是工艺制造角度,一个是材料成本和安全性角度,这是基础性的未来趋势,可以满足对成本,对效率、对功率、对寿命各方面的要求。


不管是铁锂、无钴、磷酸铁锂、四元、三元、固态,在能量密度提高的同时,人类在追求去钴化和无钴化上的努力从来没有停止过。化卷成叠将成为动力锂离子电池生产工艺的重要特点,动力锂离子电池迈向叠时代是大势所趋。卷绕工艺在经历多年发展后遇到了很大的瓶颈,叠片工艺则拥有很大的先天优势,所以叠片工艺是非常有前途的。


随着电池能量密度要求逐步提高,电芯企业有将电池越做越大的趋势,单电芯做大最重要存在问题在于安全性、生产效率、极片与隔膜卷绕或对叠的控制、产线集体效率等问题。业内人士普遍认为,叠片工艺可以更好的发挥大型电芯优势,其在安全性、能量密度、工艺控制均比卷绕占据优势,因此关于动力锂电池领域而言,叠片工艺是软包电池长期发展的应用趋势毋庸置疑。



叠片工艺+无钴电池技术的优势


①无钴电池在抗过充能力、热稳定性等方面具有明显的安全优势,国标要求要把电池放在130度热箱中半个小时不爆炸、不起火;

②无钴电池具备明显的成本优势;据先容,钴本身是一种贵金属,无钴电池把钴去掉以后,相关于传统的三元电池从材料上可以降低10%到15%的成本,电池层面可以降低6%到10%的成本;

③叠片工艺具备内阻低、能量密度高、高倍率放电容量较高、不容易变形等综合优势,已经成为产业下一步发展的必然趋势;

④和传统卷绕工艺电池相比,叠片工艺的电池边角处空间利用率更高,能量密度可提高5%;全生命周期更低变形和膨胀,循环寿命提升10%以上;边缘结构更简单,结构适应性更好,电池安全性更高。


从目前的情况来看,行业内重要把动力锂离子电池“无钴”方法分为两个方向:一是采用传统的磷酸铁锂离子电池方法,一是“无钴”电池新材料方法。作为动力锂离子电池技术突破方向之一,“无钴”电池未来发展趋势有目共睹。我国在该领域的首发破局,为“无钴”电池新路径的探索供应了更多可能性。然而,这只是开始,关于“无钴”的探索还有很长的路要走,任重而道远。


作为动力锂离子电池最重要的成本下探还是国家新能源战略发展,钴元素资源的有限和不稳定的市场价格,无法支撑新能源汽车无限的发展空间。在全球目前的钴元素消耗中,约50%左右用在锂离子电池上,包括车用锂离子电池以及消费类电子用的锂离子电池。


无论是以“去钴”为目标的“高镍低钴”三元锂离子电池,还是技术升级的磷酸铁锂离子电池,都给动力锂离子电池技术路线的发展带来了希翼。随着用户对续航里程要求的不断提高,目前三元锂离子电池仍是提升能量密度最好的解决办法,高镍低钴是锂离子电池的必然发展趋势,但短时间内“钴”仍是动力锂离子电池中无法替代的重要金属材料。


业内人士认为,动力锂离子电池厂商的竞争已日趋白热化,但电池技术路线最终都指向了无钴化、更低成本和更高性能。动锂力电池的发展也将提升电动汽车产业市场化水平。


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