logo搜索

“干电极”技术再引热议 业内:可以提高电池性能但短期难量产

时间:2021-04-21 08:39:00 作者:本站整理 来源:网络

特斯拉,电池,干电极技术,

图片来源:特斯拉官网

2月22日,根据证券时报报道,接近特斯拉的相关人士表示,特斯拉自主研发的新电池是干电池技术+超级电容组合,具体成分预计会在4月的特斯拉电池会议上进行说明。

受此消息影响,周一开盘,超级电容概念走强,截止收盘,新筑股份、泰尔股份、思源电气、新宙邦等多股涨停,“干电极”技术也再次受到关注。

国君新能源研究团队认为,特斯拉自主研发生产的是“干电极”超级电容技术,技术来源于2019年收购的“Maxwell”。

据悉,2019年2月5日,特斯拉在资金紧张的情况下,宣布以2.18亿美元溢价55%收购Maxwell。Maxwell公司是全球最著名的超级电容器制造商,其中Maxwell超级电容器、蓄能装置是该公司主打产品,其独特之处在于功率密度高、使用寿命长,能够快速充放电,而且在极端温度下仍能确保性能的稳定性和可靠性。但是,有外媒指出,特斯拉更感兴趣的或许还是Maxwell的“干电极技术”。 

那么,什么是“干电极”?其实,干电池并不算是新技术,已经过多年发展。公开资料显示,干电极技术是指不适用溶剂,直接将少量(5%-8%)细粉状PTFE粘合与正极/负极粉末粘合,通过挤压机形成薄的电极材料带,再将电极材料带层压到金属箔集电体上形成成品电极。

私募基金行业研究员漫步Ethan发文称,干电池与传统锂电池工艺差异主要体现在电极片制造上:传统的锂电池制造使用有粘合剂材料的溶剂NMP/MNP与负极或正极粉末混合后,把浆料涂在电极集电体上并干燥,是湿法工艺。而干电池技术,不使用溶剂,而是将少量(约5-8%)细粉状PTFE粘合剂与正/负极粉末混合,然后通过挤压机形成薄的电极材料带,再将电极材料带层压到金属箔集电体上形成成品电极。

有业内人士指出,干电极技术的优势在于:一是电极压实密度更高有利于负极补锂;二是可以更容易使用超高镍正极材料;三是成本更低;四是可以适用于下一代材料体系,甚至包括固态电池。

对此,浙江长兴中俄新能源材料技术研究院有限公司院长王庆生表示,就“干电池技术+超级电容组合”说法过于牵强也不准确,技术的公布也是断章取义,电容器是用来存储电荷的,是个物理过程,蓄电池是用来存储电能的,是个化学过程,如果把超级电容结合到电池里使用是可以的,就上述所说的应为“干法电极”制备工艺,就工艺关键特点来说应主要在电极结构的设计上,我们现在做的聚合物锂离子电池(准固态)就是先做正/负极电极然后转移热压到集流体上。

“关键是集流体结构设计,如上述所说采用现在铜铝箔集流体压合(集流体表面喷涂导电胶处理),但附着力还是问题,活性物质和集流体界面阻抗会很大,大电流使用极化问题及后期充放电脱粉严重,故一定考虑新型结构集流体”,王庆生强调,“另外,PTFE粘接剂与活性材料干粉混合压制成电极(问题在于如何解决干粉混合压制电极,粉体间固固相界面阻抗问题和现在固态锂电池存在问题是一样的如何解决)提高极片厚度,提高压实密度,看是增加了空间活性材料使用量,至于质量比能量还是体积比能量是否能得到提高要看电池的设计,如果针对动力电池,电流的大小设计和集流体截面积有着直接关系,固固相界面阻抗问题一定要得到解决,因为我们设计的不是一次性干电池。”

此外,在王庆生看来,锂离子电池容量提升是多方面的,改进正极材料提高富锂含量、提高电压差(高电压窗口)、改善电极结构提升空间活性材料使用量等都是改善比能量的途径,但关键还是正极材料富锂量的提高和充放电时可以提供交换的锂离子数量。目前锂离子电池电极的设计(均为铜铝箔上涂覆活性物质再烘干压延)因为工艺设计及理念问题,一味追究超薄电极及集流体,以至无压实空间可言,容量提升已经达到天花板,故目前不是技术落后了,而是需要更换新的电池设计的思路。

王庆生进一步解释说,对于干法电池更适合高镍材料的说法,他认为目前无从说起,需要大量试验验证,按理说阻抗高产热快散热不好更不适应于高镍材料;对于使用干法大幅度降低了杂质导入,降低副反应,提高电化学体系电压说法,王庆生认为不是干法就有这个优势,湿法就存在这个劣势,就材料纯度和工艺加工过程都应严格控制杂质,控制不好一样存在杂质导致的副反应;对于提高电化学体系电压,王庆生也认为不取决于干湿法的工艺,而应该取决于高压电解液和高电压正极材料,杂质引起的微电池应理解为安全隐患,不足以明显体现拉低电池体系电压(因阻抗极化问题导致电池电压下降容量衰减比微电池表现更为突出);此外,溶剂的使用这要看其电极材料混料方式,各种技术都有短板和优势。

“干法制备电极也有其问题,解决集流体和活性物质面结合问题,固固相粉体材料界面阻抗问题,后续提供离子交换量问题等一样会增加工艺点,至于是否会大幅度提升比能量和降低成本这个不是简单的一个工艺改进就可以决定的,是全方位技术完善提升方可达到,但有一点可以肯定,前段涂布机是可以省下的,目前我们设计填充式电极和3D打印电极,涂布机后期都是可以不用的,三维电极结构、电极复合技术,多孔电极制备会成为电池技术发展趋势。”王庆生表示,干电池技术、电容技术都是较老的技术,干法电极技术也不是新技术,无论何种技术如何使用,主要是看他的新老技术如何结合创新,长兴中俄研究院目前已经储备了相关技术,不久将推出样品测试容量提升幅度。

漫步Ethan认为,干电池生产工艺难度大,且该技术还未通过大规模应用,估计短期量产难度较大。

国君新能源研究团队也表示,“干电极”超级电容技术是作为现在的动力电池技术的一个补充,可以提高性能,不会替代现有的产品,未来电动车发展的仍然是“锂电池+超级电容”和“燃料电池+超级电容”方式。

阅读全文

相关推荐

上一篇: 外媒:中国电动汽车补贴期限有可能延长

下一篇: 威马温州工厂开工/小鹏免费出租30辆车| 造车新势力这一周

相关文章

全民追“狗”潮!哈弗大狗2.0T全版本车型震撼上市
潮野出击,“犬”力以赴。2021年4月20日,备受期待的哈弗大狗2.0T全版本车型正式上市,共推出中华猎犬版和哮天犬版两款车型,售价分别为:14.59万元和16.29万元。同时,哈弗大狗新增了黄狗、蓝狗、青狗三种今年最潮流行色,致敬极色美学
全民追“狗”潮!哈弗大狗2.0T全版本车型震撼上市2021-04-210
“5+5”作战群首秀 长城汽车“超级航母”出征2021上海车展
4月19日,长城汽车“超级航母”强势亮相2021上海国际汽车工业展览会,“5+5”航母作战群成员哈弗、长城皮卡、WEY、欧拉,与正式独立、全球首秀的坦克共五大整车品牌,以及未势能源、蜂巢易创、精工底盘、诺博汽车、曼德电子电气五大零部件公司集结出击,大秀硬核实力,掀起2021上海车展“长城热潮”
“5+5”作战群首秀 长城汽车“超级航母”出征2021上海车展2021-04-211
全新技术品牌发布,思皓汽车迈入全面架构造车时代
4月19日,江汽集团携旗下新品车型亮相2021上海国际车展,同时,思皓汽车正式发布全新技术品牌——智能汽车模块化架构,并命名为“MIS 皓学”,以深厚技术积淀、前瞻技术布局和创新技术理念,宣告正式迈入全面架构造车时代
全新技术品牌发布,思皓汽车迈入全面架构造车时代2021-04-210
捷豹路虎携多款重磅车型亮相2021上海车展
第十九届上海国际汽车工业展览会(以下简称“上海车展”)于今日正式开幕,捷豹和路虎品牌携多款重磅车型震撼亮相,实力呈现新现代豪华主义的独特魅力和与生俱来的英伦风尚。车展首日,捷豹路虎强调中国市场必将成为推动捷豹路虎“重塑未来”全新全球战略的保障与加速器,诠释对新现代豪华主义未来发展的构想与战略布局
捷豹路虎携多款重磅车型亮相2021上海车展2021-04-210
LG新能源成为全球首个同时加入RE100、EV100的电池企业
4月15日,LG新能源成为全球电池行业中首个同时加入RE100和EV100的企业。LG新能源承诺在2030年前,在全球所有生产经营场所将100%使用可再生能源电力、并将LG新能源的运营车辆全部更换成新能源车型。此举将是LG新能源全球可持续经营发展的又一里程碑,奠定企业ESG经营的坚实基础。
LG新能源成为全球首个同时加入RE100、EV100的电池企业2021-04-211
E周看点丨26.5万电动野马硬刚Model Y;贾跃亭被终身禁入证券市场
E周看点丨26.5万电动野马硬刚Model Y;贾跃亭被终身禁入证券市场本周,国内新能源汽车市场中有哪些大事件发生?贾跃亭被罚2.4亿,终身禁入证券市场4月12日,乐视网发
E周看点丨26.5万电动野马硬刚Model Y;贾跃亭被终身禁入证券市场2021-04-210
返回顶部