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锂电池的主要零部件使用液体电解质吗?

来源:宝鄂实业    2019-04-23 10:00    点击量:

在续航里程和成本层面存在诸多课题。由于全固体电池使用固体零部件,无需担心漏液问题,安全性能得到提高,输出功率也更高。同时,容易实现小型化,设计的自由度也将随之提高。

 

该项目力争在2022年度之前确立全固体电池的核心技术。到2030年前后将每千瓦时电池组的成本降至锂电池的3分之1左右(约1万日元),将快速充电时间也缩短至3分之1(10分钟)。

 

车载电池的开发需要举全国之力构建开发体制。在中国,获得政府扶持的电池厂商快速成长壮大。据调查公司TechnoSystemsResearch统计,曾长期占据车载锂电池全球市场份额首位的松下在2014年握有44%的份额,预计2018年将下滑至16%,夺走松下份额首位的是中国宁德时代新能源科技(CATL)。

 

围绕全固体电池,日本在电解质材料的开发等方面领先世界。日本新能源产业技术综合开发机构的项目经理细川敬也表示“全固体电池的专利有一半来自日本”。因此,计划借助丰田等大型车企的加入实现反攻。松下的资源与能源研究所所长藤井映志强调“作为电池厂商在全固体电池领域绝对不能输给海外企业”。

 

充当开发领头羊的是丰田。丰田力争20年代上半期将全固体电池投入使用。丰田的全固体电池专利申请件数位居世界之首。开发人员达300人左右,比2017年秋季增加了5成左右。在6月15日的记者会上,丰田的电池材料技术研究部部长射场英纪表示“开发取得了巨大的进展,无论如何都希望推向实用化”。

 

如何走在拥有雄厚资金和丰富人才的中国企业前头?吸取半导体和液晶面板等领域被中国企业赶超的教训,日本加速推进开发显得至关重要。
具有优异循环特性和高能量密度的锂离子电池目前被用作便携式设备的电源。近年来,具有较高能量密度的大型锂离子电池已成为电动汽车、混合动力汽车和家用蓄电池中非常有前途的候选电池。然而,由于在液体电解质中使用高度可燃的有机溶剂,因此存在严重的安全问题,如热失控的可能性1-4。为了实现能量密度高、循环性能好的大型锂电池,阐明其放热反应机理显得尤为重要。碳酸盐(EMC),其中六磷酸锂盐(LiPF6)溶解。对于阴极材料,层状氧化物LiMO2(M:Co,Ni,Mn,Al)、尖晶石氧化物LiMn2O4和磷酸铁锂LiFePO4通常使用5-11。目前认为,这些阴极材料和LiPF6电解质的热稳定性直接参与了放热反应。荷电正极材料在化学上是不稳定的。例如,脱硫的LiMO2转变为尖晶石Li1_xM2O4相,分解为M3O4或MO型岩盐结晶相,伴随反应温度12-15的增加。众所周知,这种结构变化在加热过程中伴随着氧气的释放。任何释放的O2与有机溶剂反应,导致大的放热反应16-19。相比之下,即使没有阳极和阴极材料,LiPF6在加热时也会分解,并表现出放热反应。此外,LiPF6的分解反应导致PF5气体的产生,该气体可以在室温20,21下与EC和DMC溶剂反应。然而,尽管有这些因素的可能性,在液体电解质基锂电池中放热反应的确切来源仍不清楚。(TEM)和差示扫描量热法(DSC)方法。材料的函件和要求应寄给H.T.。