侵权投诉
搜索
热门搜索:
当前位置:

OFweek锂电网

锂电原材

正文

谁才是未来:三元锂与磷酸铁锂的较量

导读: 2015年2月16日,科技部发布了《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)》,其中明确要求了2015年底轿车动力电池能量密度要达到200Wh/kg。一时间,让无数人将目光投向了三元材料。

  2015年2月16日,科技部发布了《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)》,其中明确要求了2015年底轿车动力电池能量密度要达到200Wh/kg。一时间,让无数人将目光投向了三元材料。

  在锂离子电池当中,由于正负极容量的差异,正极材料往往是影响电池能量密度的瓶颈所在。因此,采用不同正极材料的锂离子电池之间,其特性也存在着或多或少的区别。常见的正极材料有四种,分别是片装的钴酸锂和镍酸锂;尖晶石结构的锰酸锂;橄榄石结构的磷酸铁锂;以及三元材料。

  那么到底什么是三元材料?顾名思义,三元材料,就是三种电极材料共融而成的复合电极材料。理论上兼具每种电极材料的特性和优势。目前最常见的是NCA和NCM。

  NCA指的是镍钴铝酸锂(谁才是未来:三元锂与磷酸铁锂的较量)三元材料。它源自于镍酸锂(谁才是未来:三元锂与磷酸铁锂的较量)材料的发现。这种电池容量较高,相应的稳定性较差,此时,掺杂了一些铝,以稳定其结构。常见的分子式为(谁才是未来:三元锂与磷酸铁锂的较量)。严格意义上说,NCA可能并不属于三元材料,而改性的二元材料。特斯拉Model S上使用的就是这种电池。

  NCM是目前最主流的三元材料,也被认为是未来的发展趋势。NCM指的是镍钴锰酸锂(谁才是未来:三元锂与磷酸铁锂的较量)三元材料。通过调配镍、钴、锰三者的比例,得到不同的电极特性。

  谁才是未来:三元锂与磷酸铁锂的较量

  目前国内的路线仍以磷酸铁锂为主。磷酸铁锂有较好的循环稳定性能,成本也比较低。其理论能量密度大概在160Wh/kg。目前,比亚迪的单体电池,能量密度已经达到了130Wh/kg。几乎到达了能量密度的天花板。当然研究工作者在对进一步提高磷酸铁锂电池的性能做着许多的工作。比如掺杂一元或者多元的离子之后,获得了更高的容量,1C放电比容量超过120mAh/g。但是要注意到提高比能量不一定能同比提高电池的能量密度,另外材料的稳定性、安全性、材料成本、加工工艺的复杂化等一些列的问题,也仍待解决。因此,这些振奋人心的实验室数据,要想变成产品参数,仍有相当长的一段路要走。

  锂酸铁锂的先天不足,使更多的企业开始注意三元材料。大部分磷酸铁锂的生产厂家,都开始关注三元材料的开发。其中一些(如天津力神、中航锂电)已经开始批量的三元材料锂电池的生产。

  三元材料对比锂电池,到底有什么优势。从下表看看各种正极材料的能量密度参数。
 

材料种类

材料容量

电压

电池容量(石墨负极)

改性锰酸锂

110 mAh/g

4.0 V

140 Wh/kg

磷酸铁锂

155 mAh/g

3.4 V

160 Wh/kg

三元材料NCM

160 mAh/g

3.8 V

220 Wh/kg

三元材料NCA

200 mAh/g

3.8 V

250 Wh/kg

  从表上看,三元材料的理论比容量和能量密度的理论值要比磷酸铁锂乐观得多。目前实际的产品参数又如何呢?美国JCS生产的NCA/C的45Ah电池,比能量密度在151mAh/kg,确实高于磷酸铁锂,但是离2015年的目标仍有不小的距离。同时,由于国内三元材料的起步较晚,与国外的技术水平有不小的差距。同时,规避知识产权壁垒也是要考虑的问题。

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,除OFweek官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

X
文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: