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练就三项“秘技”,这款动力电池实现国际领先_ag体育官网

10 10月 , 2020  

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ag体育官网:重要的核心技术事项涉及创造性主动权、发展主动权,也涉及国家经济安全性、国防安全性和其他安全性。 习近平总书记认为,努力自律有效地实现重要核心技术,把创造性主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中。 由于电动汽车没有续航距离短、成本高等问题,很多潜在消费者都期待着这一点。

锂离子动力电池的能量密度成为产业化的瓶颈,为此美国、日、韩国等国家制定了产业政策,其目标是“2020年能量密度约300Wh/kg”。 日前,在国家重点专业的反对下,宁德时代新能源科技股份有限公司的研究开发小组攻占了低镍三元材料和硅碳负极材料等重要的核心技术,首次开发了比能(质量、能量密度)约304Wh/kg的电池样品,这个国家阻断“督导二脉”补充负极材料的短板锂离子动力电池目前特别应用于普遍的新能源汽车动力电池,是新能源汽车的核心部分。 其优点是能量密度低,循环寿命长,其技术课题是稳定性和安全性低,制造过程简单,这种核心生产技术依然掌握在世界少数国家手中。

电池的能量密度是指电池平均值每单位体积或质量释放的电能。 “现在能量密度的提高成为制约锂离子电池发展的瓶颈,面临着很多世界性课题。 ”宁德时代的主任科学家吴凯说,电池制造商通过缩小电池尺寸可以超过电量组合的效果,但电池制造商只是“反胖”或“宽”,很难治愈。 到底是什么允许锂电池的能量密度? 吴凯解释说电池背后的化学系统是主要原因。

一般来说,锂电池的四个部分是负极、负极、电解质、横膈膜。 其中正负极是再次发生化学反应的地方,等于人体的“督导二脉”。 现在负极材料的能量密度远大于负极,负极材料为“桶短板”——锂离子电池的能量密度上限各不相同的负极材料,因此为了提高能量密度,需要大幅升级负极材料。

但是中国低镍材料的研制缓慢,技术积累更脆弱,制造技术和装备条件更领先。 “大量顺畅地供应高性能的低镍负极材料是高比能动力电池开发的重要技术课题之一。 ”吴凯因此在宁德时代结合了国家工程研究中心、福建省重点实验室等根本科研平台,通过与产业链上下游合作机构的协同研发,优化原材料的制造工艺条件,提高结构稳定性。 与日韩竞争对手的同类材料相比,目前国产低镍材料共轭容量低,压实密度低,表面和体相结构不具有比较平稳的特征,超越日韩技术的垄断,提高国内产业链技术水平和国产动力电池的核心竞争力,创造之路在政治宣传的传统中,解决问题的负极材料的硬伤负极材料也是锂离子电池的核心材料之一,现在多使用石墨作为负极材料。

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随着续航距离市场需求的持续升级,传统的石墨负极无法满足市场对电池能量密度的希望。 硅系负极材料的比容量估算为石墨负极的约10倍,被认为是后者的“代替者”。 现有硅基材料的应用主要采用碳壳技术,即在硅材料表面填充碳材料。

吴凯解释说,由于硅材料充放电过程中体积变化达到300%,多次循环后,表面外壳的碳材料不会破裂或破裂,给硅材料的维护带来了大幅度的弱化,电池的循环性能不好。 这个世界性难题像“幽灵”一样在产业界留下后遗症已经10多年了。 宁德时代抛弃了传统的碳壳技术,开始研究人工电解质界面膜壳技术。

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两年多来,将该技术应用于硅材料的制造,开发了具有自主知识产权的新型人工电解质界面膜外壳的硅碳填充负极材料,其循环性能明显高于国外产品,消除了创造之路的“第二拦路虎”。 “人工电解质界面膜与碳材料相比,与硅材料的融合力强,弹性好,难以破碎和粉碎,硅材料的维护良好,因此在循环中需要大幅度提高硅材料的界面稳定性,提高电池的循环寿命。 ”吴凯说,这增进了中国充填管理材料的改性、前体体制的准备等多方面的核心技术,构建了重要材料技术的国产化,在硅碳充填负极的商业化推进应用中得到了最重要的确保。

终极的“瘦身”,第一次在航空级使用的“7系铝”能量消耗量一定,体积和重量有限的情况下,新能源汽车的续航距离,主要是各不相同的电池组的能量密度。 “研究人员测试电池组“消瘦”的能力”吴凯说,宁德时代首次将航空级的“7系铝”应用于电池组下壳。

“7系铝”、铝中的“战斗铝”经常用于飞机起落架的生产,不具备轻量、坚固、安全性等特性。 吴凯告诉记者,“7系铝”的应用也有很多风险,特别是变形生锈现象(金属材料在一些特定的介质上,因生锈的介质和变形的合作而再次脱落)。 “业界认为是‘7系铝’的技术课题,也是技术禁飞区”吴凯说,因此,他们通过数百项实验和相关技术的提高,将变形锈蚀指数控制在行业内最低的水平。

现在,在宁德时代,“7系铝”的下壳被顺利开发和批量生产。 从那以后,该企业电池组下壳的轻量化设计领先于世界。

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