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日立研发出锂电池能量密度翻倍技术 EV续航有望翻倍

导读: 近日,日立制作所开发出了可使锂离子二次电池(LIB)的能量密度提高1倍以上的技术,这项技术有望使纯电动汽车(EV)充电一次可行驶的距离延长1倍。

  日立研发出锂电池能量密度翻倍技术 EV续航有望翻倍

  近日,日立制作所开发出了可使锂离子二次电池(LIB)的能量密度提高1倍以上的技术。通过使正极厚度达到原来的2倍等手段,30Ah级电池单元实现了335Wh/kg的能量密度。这项技术有望使纯电动汽车(EV)充电一次可行驶的距离延长1倍。

  此次开发的是正极使用镍类材料、负极使用硅(Si)类材料的LIB。通过对正极实施压膜化处理来增加锂离子量,从而实现高能量密度。不过,只进行压膜处理会导致活性物质分布不均,造成锂离子移动不充分。因此,日立制作所利用扫描型电子显微镜来观察电极切片,根据观察到的信息使电极三维结构可视化,从而开发出了可使活性物质、粘合剂及空隙等均匀分布的膜成型技术。另外,为了抑制高电压化处理时电解液导致的分解,还用氧化物皮膜包覆正极材料的粒子,延长了其寿命。

  为了在负极采用硅类材料,日立此次新开发了高强度粘合剂,可实现形成了导电性皮膜的硅类材料的粒子之间的强力结合。这样一来,作为LIB的负极材料,硅材料有望实现与普通碳材料相同的寿命。硅类材料虽然锂离子吸附量较多,但这也带来了体积膨胀较大、材料容易从负极剥离的难题。

  此次日立通过上述手段,使电池单元的能量密度达到了335Wh/kg,是该公司以往产品的2.6倍,而且输出功率密度也达到了1600W/Kg。以电池单元重量为150kg、电耗为114Wh/km来推算,与以往产品相比,这种新型电池可使EV续航里程增长1倍。

  目前这种电池存在的问题是充放电循环寿命。目前的寿命为最多50次循环,与采用碳材料负极的LIB相同,但要配备到EV上,寿命必须要达到3000次循环。今后日立将继续推进技术开发,以延长寿命、提高稳定性和安全性,目标是2020年是该技术投入实用。

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