“這車能跑多少公里啊?”“充一次電要多長時間?”“電池是否安全?”現在大家在買新能源汽車時,詢問最多的就是有關續航里程、充電時間、冬天好不好充電的問題。
“正極材料才是動力鋰電池最為關鍵的原材料,它的性能直接決定了鋰電池的主要性能指標,在總成本中占據30%以上的比例。”北京當升材料科技股份有限公司副總經理陳彥彬告訴記者。
高鎳型高能量,電動汽車長續航
據了解,目前已經商業化應用的鋰電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和NCM(鎳鈷錳)三元材料等產品。國內電動汽車發展初期,動力電池由采用磷酸鐵鋰正極材料的電池主導,雖然這種正極材料制作的電池的循環壽命較好,但能量密度比較低,這就導致電動汽車的續航里程相對較短。
“能量密度、循環壽命、高溫存儲穩定性、低溫特性、安全性、成本是動力鋰電池的幾項關鍵指標。”陳彥彬說。隨著乘用車對長續航里程的需求越來越迫切,必須開發更高能量密度的鋰電池正極材料。
“高鎳三元材料可以顯著提升鋰電池的能量密度,在單位體積或單位重量的電池中可儲存的電量更多,因而逐漸成為乘用車動力電池市場的主流。”陳彥彬說,從技術角度來看,三元材料能量密度、輸出特性、循環壽命、存儲穩定性、安全性等主要性能指標相對而言比較均衡,因此是未來動力電池正極材料的主流方向。
與常規三元材料NCM111、NCM523相比,NCM622比容量高,用其制作的電池能量密度可達到230Wh/kg以上。
“更高鎳含量的NCM811和NCA盡管能量密度高,但制備難度大、生產成本高、安全風險大,目前主要用于小尺寸的圓柱電池(5Ah以下),應用于大型的方形電池和鋁塑膜軟包裝電池(50Ah以上)還面臨諸多的技術挑戰。”陳彥彬說,“因而NCM622是當前乃至未來幾年內高端大型動力電池的首選正極材料。”
項目團隊所研發的高能量密度NCM622正極材料,實用電池的常溫充放電壽命可達4000次以上,遠高于國際同行2200次的水平,高低溫性能、安全性也大幅提高,該產品在2014年研發成功并出口國際高端鋰電市場,并在中高端電動汽車上大規模應用。
該項技術的產業化不僅滿足了高端鋰電材料的市場需求,同時也推動了國內鋰電正極材料工藝技術從傳統制造向清潔高效自動化智能化的方向發展。目前,當升科技已擁有國際前十大鋰電客戶,是全球同時向中、日、韓高端鋰電池企業提供高品質鋰電正極材料的兩家供應商之一,對促進行業整體水平的提高起到了示范引領作用。