负极材料是锂电池贮存锂的主体,也是影响锂电池能量密度的焦点身分之一。最近几年来,行业负极材料遍及利用以人造石墨为主的碳基材料,今朝已接近理论比容量天花板,限制了电池能量密度的增加。在行业寻觅更适合的负极材料之际,硅因其高理论比容量、低脱嵌锂电位、情况友爱、储量丰硕等多重优势,被行业视为最具潜力的下一代负极材料的主力军。
能量密度、平安机能晋升
硅基材料要在电芯中实现利用,需要知足高容量、高界面不变性、高振实(压实)、低本钱等机能。今朝合适的首要是一些微米级-纳开云app米设计的硅负极材料,如传统硅碳、新型硅碳、氧化亚硅等。
深圳市比克动力电池有限公司在这些方面做了年夜量研发工作,发现负极材料在350-700mAh/g区间利用时,能量密度会跟着负极容量提高超显晋升。
硅基材料带来更高容量的同时,也生发了体积膨胀的新问题,给硅的现实利用带来挑战。比克电池优先选择圆柱电池策略,因布局的优势,即便在寿命终止时也能包管不形变,不单可采取更激进的化学系统,并且还能包管优良的平安机能。
深耕硅基负极,明白产物结构
比克电池发现硅基材料利用在圆柱锂电池上有着先天优势,作为国内初期利用硅负极材料的企业,现已从一代硅走到了三代硅,首效由77%晋升至86%,正极操纵率也在慢慢增添;既连结了高容量,又使得电池轮回寿命照旧可以或许到达常温1000周80%,45℃高温1000周70%以上。
新型硅碳因本钱构成不受锂价的影响和优良的机能也遭到了比克动力的重点存眷,比克动力在18650、21700和年夜圆柱电芯长进行了完全的产物结构,以知足市场的多元化需求。
基在前沿负极材料研究,比克电池圆柱电芯产物结构明白。从2024年到2027年,比克动力打算将年夜圆柱产物线路上实行双线结构计谋,知足新能源汽车和消费电子产物等利用场景。其一高机能线路,能量密度在280~330Wh/kg之间,首代产物采取高镍+高首效硅,撑持4C快充;轻量化产物,照旧采取高镍+高首效硅,并撑持4C快充;准固态产物,将采取超高镍+高比例硅,撑持2~3C快充。其二低本钱线路,能量密度达200Wh/kg摆布,为磷酸铁锂+硅、Na+离子电池、磷酸锰铁锂+硅等多种系统,实现多元化利用场景。
比克电池首代高机能产物将采取的高镍+高首效硅系统,撑持4C快充,今朝在平台阶段表示出常温轮回1000次90%,高温(45℃)1000次轮回80%以上的轮回机能,完全不亚在纯石墨系统,在凹凸温、倍率和平安机能也揭示出圆柱的自然优势,与车电需求十分吻合,量产产物将在2024年Q4上线。
圆柱电池的继续成长,依靠在高镍和硅材料的开辟利用,而硅基材料的利用面对着本钱、界面不变性、膨胀、产气、浅充放轮回等瓶颈。比克动力将以更高掺混比例鞭策硅基材料成长,协同电解液和平安方面优化力争打破瓶颈,摸索全新新能源电池,助力低碳夸姣糊口。
责任编纂:刘明德