锂电池行业:锂电池正极材料现状及未来发展趋势会议纪要

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题还是很多,但未来潜力还是很巨大的;钴的储藏量很小,基本进口;我国锰的资源比较多,在广西和越南边境大约有1亿吨的锰的储量,已经被中信公司控制了,湖南和贵州也有一些锰矿;镍的资源在甘肃金川有一些。(2)技术问题有很多,再生循环使用技术,新材料与技术,电池和马达及计算机与电子控制系统,新型车辆技术等。我们国内的电动汽车的技术为什么会显示出高耗能的问题呢?国外的马达做的小巧多了,把转动系统设计到轮子的中间。未来的电动汽车,传统的笨重的零部件都没有了,车厢的结构就是几组电池,系统在轮胎的中间,用导线连接起来就可以了。技术上的进步就会解决上述四个方面的问题。

2、未来的电池走向:一个是纯电动车的电池叫做高容量的电池,一是混合电动车用的电池叫做高功率的电池。这两个是小型锂电之外未来发展最快的电池。

与多元材料电池相比,磷酸亚铁锂电池无法解决大电流充放电问题,因而在混合动力汽车应用存在劣势。

多元复合氧化物正极材料是混合动力车、电动工具等上面需要大电流充放电状况下使用的锂电池材料。作为比较,我们使用海外生产的质量比较好的磷酸铁锂电池对比,用10C的电流充电的时候,多元材料电池的电压下降和容量减少都是十分有限的,而磷酸铁锂电池基本上已经没有电压了,处于无法使用的状况。而多元材料电池甚至在20C、25C电流充电的时候依然可以工作。混合动力汽车与纯电动汽车是不一样的,搭载的电池很小,但是在启动和刹车的时候对电池提出了非常苛刻的要求,启动的时候需要从电池里迅速的取出大量的电能,在刹车的时候要把急速刹车时大量的能量转化成电能储存到电池里,这样的电池与纯电动车上的电池的性能是完全不同的。混合动力车电池的特点决定了未来主要使用的将是多元材料锂电池。

与锰酸锂电池相比,磷酸亚铁锂电池无法解决低电压、低能量密度、低温特性差、容易发热、电压非常平缓等致命性的问题。所以未来解决不了安全性问和更小更轻的问题。

磷酸亚铁锂的低电压问题、低能量密度问题、低温特性差问题前文已经阐述过,这里重点介绍一下容易发热和电压平缓也是导致安全性问题的致命问题所在。

(1)电压平缓问题。锰酸锂电池充放电20%、40%、60%时,功率的变化非常有规律,而在混合动力车使用非常频繁的20%-60%之间的充放电时,磷酸铁锂电池功率或电压的变化非常小,接近于零,小到现在的电子检测设备检测不出来,这种差别是非常可怕的问题。在电池组中是一个电子管理系统在控制着这些电池,通过电压的测量,随时了解每个电池的状态。锰酸锂在不同的状态下有不同的电压,可以找到规律。而磷酸铁锂电池无法通过电压的测量判断处于什么状态,找不到规律,不知道该充电还是放电,就容易产生过充电或过放电,这是导致电池出现燃烧或者爆炸等安全性问题的重要的原因。

(2)发热的问题。电动汽车绝对不允许有任何安全性问题出现,发热问题是最可怕的。导电性能如何是至关重要的问题,导电性能好,在工作过程中内部留下来的热量就小,电的利用效率就高。磷酸亚铁锂导电性能不好就会出现这样的问题。在1C电流充电的时候,磷酸亚铁锂电池温度上升到30多度,而锰酸锂材料电池温度略微上升一点,而在5C充电的时候,磷酸亚铁锂电池温度已上升50度,而锰酸锂电池才35度。一次充电温度上升到这么高不重要,关键是电池工作过程中温度是要累积的,不会及时的散发出去,在电动汽车里,是几十块甚至几百块堆积到一起,热量很难散发出去。

所以电池材料的性能太重要了。磷酸亚铁锂低电压问题、低能量密度问题、低温特性差问题、容易发热的问题,电压非常平缓的问题都是致命性的问题。所以未来解决不了安全性问题、更小更轻的问题。

r未来关注的几点技术动向

1、开发更高电压的尖晶石锰酸锂材料。4.5伏以上的尖晶石材料作为第2代材料会在以后推出。

2、负极材料也是很重要的。从理论上讲,锂金属作为负极材料具有最高的容量密度,但是锂金属还有一定的缺陷,现在还无法用到锂电池上去。现在都是用碳做负极材料,容量只有锂金属的十分之一,如果过渡到锂金属的负极材料,负极材料的容量就可以提高10倍,未来电池就可以做得更小更轻。我们现在做出来的负极材料,容量远远高于现在的碳,稳定性也很好。

3、电池技术。锂电池从商业化应用到今天,技术没有发生太大的变化,传统的思路导致了电池很难在容量上有更大的突破。新的思路可以采用非化学的其它的思路做电池极片。非传统技术做电池极片,可以做到现在的1/3甚至更薄的厚度,质量更小,就为大幅度提高容量密度铺平道路。一种新型的氧化物负极高功率电池充放电10万次都不会有问题。钛酸锂负极材料非常有发展前景。

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