天津力神在氧化鎳鈷鋁鋰(NCA)正極材料前期研究基礎(chǔ)上,開發(fā)高比能量、長(zhǎng)循環(huán)壽命、良好安全性能的鋰離子動(dòng)力電池用高鎳系正極材料;通過納米制備、納米分散、包覆及預(yù)嵌鋰等多種技術(shù),研制容量高、首次效率高、循環(huán)穩(wěn)定性及倍率性能好的硅碳負(fù)極材料.

據(jù)悉,天津力神基于該體系開發(fā)了電芯單體的比能量達(dá)到302wh/Kg,體積能量密度大于642Wh/L,25℃下1C充放電循環(huán)710次(100%DOD),容量保持率達(dá)到80%;同時(shí)通過優(yōu)化電解液配方,循環(huán)性能明顯改善,目前循環(huán)285次(100%DOD)容量保持率高達(dá)96%.這一工作為開發(fā)出比能量300Wh/kg、循環(huán)壽命1500次的鋰離子電池單體奠定了基礎(chǔ).

近幾年,高能量密度的要求促使國(guó)內(nèi)電池企業(yè)不斷向高鎳三元材料布局.磷酸鐵鋰材料受到本身性能的限制,以目前的技術(shù)難以在2020年達(dá)到國(guó)家相關(guān)規(guī)劃中對(duì)能量密度的要求,三元的NCM111和NCM523等材料也很難預(yù)期達(dá)到單體能量密度300wh/kg的目標(biāo).目前主流的NCM523可以達(dá)到160-200wh/kg,而NCM622和NCM811分別可以達(dá)到230wh/kg和280wh/kg.所以要實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池能量密度的高要求和續(xù)航里程的延長(zhǎng),必須要大力發(fā)展高鎳三元材料.

高鎳三元材料主要指鎳含量高的三元材料,目前常見的有NCM622、NCM811和NCA.在高鎳三元材料中,Ni主要的作用是提供容量,含量越高電池的能量密度越大;而Co貢獻(xiàn)一部分容量的同時(shí)可以穩(wěn)定結(jié)構(gòu);Mn/Al主要用來穩(wěn)定結(jié)構(gòu),三者協(xié)同作用,共同發(fā)揮出三元材料高能量密度、較低成本等優(yōu)點(diǎn).