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陈海生、李泓等最新撰文:2022年中国储能技术研究进展!
来源: | 作者:admin | 发布时间: 2023-05-31 | 324 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

在新型锂电池研究方面,由于能量密度高,且硫和锰储量丰富,价格低廉,硫基锂电池和锰基锂电池受到业界的广泛关注。在液态锂硫电池方面,重点方向包括高效合金催化剂、低浓度锂盐电解液、电解质热失控行为等。在固态锂-硫电池方面,重点方向包括高性能聚合物电解质、穿梭效应机理及调控、高性能合金负极材料、电化学反应动力学、新型材料体系构建等。

在锰基锂电池方面,锰基正极材料是当前基础研究的热点,主要包括三类:一是锰基富锂层状氧化物(Mn-LLOs);二是橄榄石型磷酸锰铁锂(LMFP);三是尖晶石型锰酸锂(LMO)和高压镍锰酸锂(LNMO)。Wu等报道了一种梯度“单晶”富锂正极材料,通过梯度诱导的稳定结构使富锂材料的长循环稳定性得到提升,并提高其安全性能。Song等将熵稳定策略应用在Mn-LLO材料领域,为局域结构稳定、适应性强的锰基富锂材料的开发提出了建议等。

6.2 关键技术

高比能、高安全、低成本、长寿命是当前锂电池技术研发的重点。材料升级和结构创新是锂离子电池优化性能、降本增效的重要手段。

在材料升级方面,正极材料主要集中在结构改进以及涂层改性。常州锂源新能源研发团队研制成功的新型球状磷酸铁锂产品“铁锂1号”,通过正极材料内部建立高速的锂离子传输通道,实现了在-20 ℃条件下的放电容量保持率从常规磷酸铁锂产品的55%提升至85%,在-40 ℃条件下放电容量保持率从接近零提升至57%,并兼顾出色的快速充电能力。负极材料主要集中在碳材料以及碳基、硅基复合材料的制备和改性,大部分采用元素掺杂、包覆等方法对材料性能改善,提高材料的储锂能力。电解质技术主要集中在高浓度液态电解液和全固态电解质方面,蜂巢能源全固态电池实验室研发出国内首批20 Ah级硫系全固态原型电芯,电芯能量密度可达350~400 Wh/kg。

在结构创新方面,宁德时代开发了基于预锂化技术的长寿命锂离子储能电池,推出了第三代CTP(Cell to Pack)技术——“麒麟电池”,通过结构优化,麒麟电池电池包体积利用率提升至72%,搭配三元锂电芯系统能量密度可达255 Wh/kg。亿伟锂能推出了LF560K电池,采用超大电池CTT(Cell to TWh)技术,可实现电芯单体容量达到560 Ah。蜂巢开发了L型储能电池系统,采用高速叠片技术、负极预锂技术、长循环专用电解液等技术,成组效率、能量密度均得到大幅提升。星恒电源推出了锰酸锂和LMFP复合电池,循环寿命可超过3000次,并且低温性能优良。天能股份推出了高能量密度的超能锰铁锂电池,并且通过了针刺安全实验,-20 ℃下的低温性能优良等。

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