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鹏辉能源研究院院长刘建生:高镍高电压动力电池的研究进展
  • 来源:锂电大数据
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  • 发布时间:2018-01-09
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摘要鹏辉能源研究院院长刘建生在会上发表了题为“高镍高电压动力电池的研究进展”的演讲

2017年12月27-28日,由起点研究 、锂电大数据、起点电动网主办的“2017APEC新能源汽车&锂电池领袖峰会暨第三届起点金鼎奖颁奖典礼”在深圳龙岗珠江皇冠假日酒店聚龙厅举行。

来自整车企业、核心部件企业、零部件企业等1000+精英高层欢聚一堂,探讨新的合作模式,加强新能源汽车产业链的深度融合、促进产业的健康发展。

鹏辉能源研究院院长刘建生在会上发表了题为“高镍高电压动力电池的研究进展”的演讲,以下内容根据现场演讲整理:

大家上午好,首先感谢主办方的邀请让我有机会跟大家在这里交流。今天我的题目是高镍高电压动力电池的研究进展,今天我讲的是我们鹏辉能源对于高镍高电压电池的一些理解和在这方面做的一些工作。
   
首先说一下我们为什么要做高镍高电压电池。我觉得主要基于两个方面的考虑,一是能量密度提升的需求,二是降成本的选择。提高性能、降低成本是目前市场的需求,可以看到有政策的规划,据说在2018年补贴跟能量密度的挂钩更加紧密。从技术层面来讲,高镍高电压是现阶段大家需要突破的一个地方。

下面讲一下高镍高电压的劣化机理,包括高镍高电压下的劣化表现、高镍高电压下的劣化机理。

首先是高镍的劣化表现。

这是在不同SOC状态下高镍三元动力电池的热反应,我们做了一个ARC测试:

 这是高镍三元动力电池高温下的循环稳定性:

 
从高电压劣化表现图我们可以看到,4.5V相对于4.2V电池循环性能迅速衰减,对应电池循环100周后阻抗明显增加。

接下来是高镍的劣化机理分析。


鹏辉能源对NMC材料的TM变价进行了分析,我们可以看到Li开始脱出,电极表面Ni由+2价转向+3价,Li脱出0.57(约4.2V)后,Ni由+3价转向+4价,氧化性增强。 Li脱出0.49(约4.3V)以后,Co由+3逐渐向+4价转变。    

从鹏辉能源对镍表面金属离子的比例的分析得出,在电极与电解液接触界面,随电压升高,高价Ni、Co含量增加,对电解液氧化性增强。所以在高镍材料中随镍含量增加,对电极的氧化性也增强。
       
第三部分就是小结。第一是上述介绍的高镍的氧化型;第二是金属离子溶出,随正极镍含量和充电电压的升高,NCM材料结构稳定性降低,Ni、Co、Mn的容易溶出至电解液中;第三是负极沉积,高电压下正极溶出的Ni、Co、Mn在负极沉积导致负极界面稳定性下降。
   
最后给大家介绍高镍高电压的解决方案、研究进展及鹏辉能源的简介。

高镍高电压的解决方案:

1、提高高镍材料的结构稳定性

2、提高电解液的氧化稳定性

3、提高正极SEI膜的稳定性

4、提高负极SEI的稳定性

研究进展:220wh/kg的电池,1CC1CD循环超过1000次,可以2~3C快充。

鹏辉能源拥有八大生产基地,现已形成动力电池系统+梯次利用+原材料回收,储能+充电站的多元化格局,一直追求卓越的品质管理体系,可为客户提供一站式的电源解决方案,并拥有良好的成本控制体系。

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