当前位置: 新能源网 » 新能源人物 » 新能源汽车人物 » 正文

蜂巢能源李子郯:发展无钴二元正极材料是未来重要趋势

日期:2021-03-24    来源:电池中国网

国际新能源网

2021
03/24
09:52
文章二维码

手机扫码看新闻

关键词: 动力电池 李子郯 蜂巢能源

▲图为蜂巢能源科技有限公司材料事业部总经理李子郯作主题演讲

日前,“第二届新能源汽车及动力电池(CIBF2021深圳)国际交流会”在深圳举行,在风帆有限责任公司冠名的“软包电池核心材料及先进技术突破”专场论坛上,蜂巢能源科技有限公司材料事业部总经理李子郯在“无钴正极材料技术及应用”的主题演讲中,介绍了当前无钴电池材料体系研发现状、无钴正极材料发展方向,以及蜂巢能源无钴电池开发进展等。

据李子郯介绍,从广义上来讲,像包括磷酸铁锂材料也是无钴材料的一种,但狭义来讲,业界将无钴材料主要界定为无钴二元(NMx)、无钴富锂(LMR)、LiFePO4(LFP)、LiMn2O4(LMO)、LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)等材料。李子郯表示,高电压电解液尚未成熟,所以LMR和LNMO应用比较困难,“鉴于钴资源储量稀缺、电池降本需求等因素,发展无钴二元正极材料是未来的重要趋势。”

事实上,无钴二元正极材料研发有较长的历程。据李子郯介绍,早在2003年,日本机构就开发了镍锰比为50:50的镍锰酸锂材料,但当时循环性能比较差,没有大的突破;随后在2006年,Ceder教授采用离子交换法开发了低Li/Ni混排(4.3%)的LiNi0.5Mn0.5O2,6C容量高达183mAh/g,但此方法存在应用比较困难的瓶颈;同年,Goodenough教授开发了LiNi0.56Mn0.44O2,Li/Ni混排5.6%,但容量较低。近几年包括Jeff Dahn 、ArumugamManthiram、Yang-Kook Sun等学者均证实了无钴高镍正极材料的可行性。

蜂巢能源2020年正式对外发布了全球首款无钴正极材料电池,根据规划,该款电池将于今年年中正式上市装车。据李子郯介绍,因为从三元材料中拿掉钴,就需要通过采用其它办法来稳定材料结构。在开发思路上,蜂巢能源基于对容量、稳定性、循环、倍率等性能要求,通过元素比例、掺杂、包覆、前驱体等多个维度进行无钴正极材料的开发。

其中元素端,通过计算和实验结合的方法,设计Ni和Mn比例,以达到最优,将Li/Ni混排降低到最低,同时具有较低的内阻。“没有钴了,需要找到一种或者几种掺杂元素来稳定结构,”李子郯进一步补充道,同时所有正极材料都需要包覆,尤其是高电压情况下必须找到合适的、离子扩散系数非常好的包覆材料,公司采用了纳米化网络包覆技术。此外,在前驱体端,公司团队优化前驱体粒度分布、颗粒强度等降低内阻,提高循环。

据了解,目前蜂巢能源在无钴中镍、无钴高镍等多晶,以及无钴中镍单晶正极材料等方面都已经有深入研究和产品布局。

其中公司开发的高镍90系多晶无钴材料,容量在200mAh/g以上,循环性能优异,热稳定性与NCM811差不多;无钴中镍多晶正极材料(镍含量70~80%),粒径分布均匀,振实密度高,循环性能非常优异;无钴中镍单晶正极材料:一次颗粒分散性好,包覆均匀。容量和电压高,循环性能优异(97%),DSC温度高(230℃)。

据李子郯介绍,目前蜂巢能源电池团队开发的MEB 115Ah电芯,常规循环基本上在2500次以上,45度高温循环也在1200次以上。

安全方面,在热箱、针刺、短路、过充等方面都表现良好。如在130℃热箱试验中未发生起火、爆炸,在150℃下,测试盘发生反转,但是也未发生起火和爆炸;在140%过充条件下,也没有发生起火、爆炸;同样,在针刺、短路等试验下也未发生起火、针刺。

李子郯表示,下一步,公司无钴正极材料会朝着三个方向继续布局研发:1.无钴层状二元正极,这里又会分为中低镍和高镍体系;2.无钴富锂正极,现在正在开发,低镍和无镍的材料,从260到300毫安/时/克;3.无钴尖晶石镍锰酸锂的方向,目前蜂巢能源在实验室已经做到130毫安/时/克,且循环性能非常优异。

关于蜂巢能源,李子郯透露,2018年从长城汽车独立出来的蜂巢能源目前公司员工3000+,研发人员占比达到52%,外聘专家是500+,每年研发投入接近30亿元;公司以电芯和模组为主业,产业链向上布局包括正极材料、矿产资源,向下应用包括储能、光伏等进行了全产业链布局;产能方面,计划到2025年突破200GWh,并在全球进行布局。

从下半年开始,公司加快了产能扩增步伐,分别在欧洲的德国,中国的遂宁、湖州、马鞍山等建设动力电池生产基地。另外,公司常州金坛总规划18GWh的动力电池工厂,一期、二期总计12GWh已经建成投产,三期6GWh项目预计将于明年6月投入使用。

据李子郯介绍,蜂巢能源金坛正极材料工厂也分三期建设,全部建成后预计每年可生产正极材料2.5万-3万吨。


返回 国际新能源网 首页

新能源资讯一手掌握,关注 风电头条 储能头条 微信公众号

看资讯 / 读政策 / 找项目 / 推品牌 / 卖产品 / 招投标 / 招代理 / 发新闻

风电头条

储能头条

0条 [查看全部]   相关评论

国际能源网站群

国际能源网 国际新能源网 国际太阳能光伏网 国际电力网 国际风电网 国际储能电池网 国际节能环保网 国际煤炭网 国际石油网 国际燃气网