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如何把纳米硅在颗粒当中均匀的分散?

发布时间:2018-07-09 09:22:05浏览次数:1733次

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     现在做到的是这样的材料,大概是把纳米硅分散在颗粒当中,能够进入到批量的生产,在450毫安每时材料当中,一般循环500次左右是高容量的负载,但是前面开发的氧化亚硅都在开发,但是效率低,纳米硅碳的容量高都不是满意的解决方案,所以我们正在开发新一代的富硅氧化物材料,减少带来的挑战。

  这个新材料公司目前在国内还在第三或者是第二位的,这里面就解决了一系列的技术问题,我就不详细说了,负极材料有进展,正极材料我们积累的比较少。在这个项目支持之后,主要针对高容量的等级,这个材料难的地方就是电压衰减,这个工作当中主要是通过表面结构重新的重构,解决了电压衰减的问题,因此就可以开始试用,今年是在500公斤的量级。

  另外一个材料就是高电压的尖晶石,比较容易切换过来,最难的是用了这个材料以后电解液等等需要全面的升级,所以这个方面还是需要提升,特别是高温55度的问题。为了解决高电压富锂材料,这个在国内上是非常重要的也是也很有挑战,现在可以在高电压当中相对来说稳定的循环,在电解液方面还有添加剂。隔膜我们感觉直接用还是有点问题,所以说开发陶瓷隔膜,同时用纤维素的基材,耐高温,但是这个好象还不能最终用在我们的电池上,主要就是一致稳定性,现在是小试到中试的阶段,但是展示的前景是有一些希望,纤维素隔膜加上陶瓷颗粒,其实我们还开发了离子导电涂层隔膜。

  石墨烯都开发了很长时间了,以及涂层的技术,都能做到几十吨量产的水平,用刚刚的材料做了初步的电池,这个电池可以做到375瓦时每公斤,但是循环性不行,容量低循环好,主要是在高体积膨胀下怎么解决一系列辅助材料的问题。

  最后我介绍一下固态金属锂,理论计算上考虑,锂电池的提升,还有一个可能还用锂电池的电池,金属锂电池,还有空气电池,包括了氧、水、二氧化碳等不同的电池的体系,在刚刚的计算结果当中可以看到绿色的金属锂比较高,硅负极比较厉害,如果2000毫安的硅,膨胀在200以上这个相对来说,锂的膨胀更容易解决一些,如果冲击更高能量的电,还能用后电池的想法,但是这个力学等等还有一些挑战。

  金属锂电池已经研发了50多年,特别是80-90年代有很严重的问题,目前没有证据表明金属锂电池是安全的。用金属锂电池改变的问题,主要是非均匀的沉积和析出跟石墨和硅不一样,第二个是SEI膜不稳定,所以很多人还是希望用固态解决这个问题。固态的一个关键点就是说可能在理论上解决,所以有很多的安全性和好处,以及循环系数的好处,另外还可以做内串,比如说聚合物类的,以及添加一些液体的电解液,在国际上有很多的公司投入很多,但是从实际的角度考虑,能量密度高的电池目前没有做出来,这里面关键的问题是正极这一块的电阻怎么解决的问题。

  从产业发展角度,固态电池区别的就是固态电解质,可能会用到金属锂电池,锂电池也是很强大,这个实际上就是在产业的发展当中,一旦电芯技术关键材料可以突破,就可以迅速进入到市场当中去,所以我们提出了一些路线图,也许最快在2019年拿出电池包来,2020年有可能试水到商业化的程度,有一些全固态的还比较慢,真正的全固态可能要更长的时间,稍微含有一点液体的电池会比较快,因为兼顾了能量密度和安全性。

  韩国:动力电池容量提高45%

  来自学术杂志《自然能源》网络版的信息显示,韩国蔚山科学技术院(UNIST)的研究团队近期开发出二次电池的阴极材料,可将现有电池容量提高45%,即电动汽车的续航里程在目前200多公里的基础上至少增加100公里。

  该研究组通过开发替代现有电池使用石墨电极的“石墨—硅复合材料”,从而成功增加了电池容量。新电极是在石墨分子之间注入20纳米(10亿分之一米)大小的硅粒子制作而成的。除提高续航里程外,新技术大大缩短了充放电时间,电池充放电速度也比现有的电池快30%以上。

  业界预计,这类新电池的批量生产较容易,未来将具有较强的价格竞争优势。

  日本:开发出不需要钴的锂电池

  来自日本松下电器的信息显示,日本已经研发出不需要稀有金属钴的锂电池新材料,并试制出了新型锂电池。

  日本松下电器京都大学教授吉田润一为首的研究团队,利用锂和碳开发出了一种有机新材料,成功地试生产出不用钴做电极材料的新型锂电池。试验结果表明,新材料生产的电池与含钴材料做电极的锂电池具有同等的容量。这种锂电池有望摆脱对钴的依赖,大大降低生产成本。

  这种新型材料生产的锂电池的另一优势是电池寿命更长、衰减率更低。实验结果显示,这种新型材料生产的锂电池充放电100次,但电池容量的衰减不超过20%。松下电器计划改良这种新材料,希望将电池充放电次数提高到500次至1000次,然后进行商品化生产。

  标题:如何把纳米硅在颗粒当中均匀的分散?  地址:http://www.batthr.com/news/dianchizhishi/182819.html

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