锰酸锂电池技术,充电20分钟,续航350公里

导语

电池一直以来都是电动汽车发展的首要决定因素,由于电池在能量密度上远不能同内燃机相比,因此续航里程成为纯电动汽车的最大软肋

特斯拉近日推出的Model3车型受到市场热捧,电池技术的改进为其低价路线带来极大的市场感召力。电池一直以来都是电动汽车发展的首要决定因素,由于电池在能量密度上远不能同内燃机相比,因此续航里程成为纯电动汽车的最大软肋。

续航里程和锂电池息息相关,而正极材料是锂离子电池的重要组成部分,它最终决定着锂离子电池的容量,同时既影响着电池的性能,又影响其价格成本。

锰酸锂电池技术,充电20分钟,续航350公里

锰酸锂电池技术,充电20分钟,续航350公里

可实现充电20分钟,续航350公里

科大微龙是一家生产电动汽车正极材料的公司,他们所采用的正极材料是锰酸锂,项目目前处于中试阶段,使用该材料的电池可实现充电20分钟,续航在350公里左右。而目前市面上特斯拉 Model S的60度电版本和比亚迪e6都是60度电的电池容量,可以达到300公里的续航里程。

特斯拉和比亚迪算是在电池技术方面发展很不错的企业

特斯拉所采用的是镍钴铝酸锂电池(钴酸锂电池),在锂电池材料中,它的电池能量密度最高,但它在高温下也最不稳定,当温度达到180度时,钴酸锂电池就会分解成氧,放出大量的热能而可能爆炸;

比亚迪采用的是磷酸铁锂电池,电池材料最稳定,但能量密度较低。

锰酸锂材料在成本价格和能量密度方面更有优势

科大微龙创始人王猛告诉创业邦(微信搜索:ichuangyebang),之所以选择锰酸锂,是因为钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂等这些正极材料要么容量相对较低,要么价格高,要么含有对环境有害的重金属,要么循环性能差,要么倍率性能不理想,很难满足电动汽车的发展需要。各种因素综合起来,锰酸锂材料在性能及价格和环保等方面,是目前最具有前景的锂离子正极材料。

锂电池有2个关键的参数,这也是阻碍续航里程的重要原因,一是成本$/Kwh,即每度电多少钱;二是电池的能量密度Wh/kg,即瓦时每千克。

在成本价格方面,目前国内常用三元正极材料和磷酸铁锂的市场价是每吨15万左右,锰酸锂的价格在7万元左右;王猛告诉创业邦,他们开发的锰酸锂层状正极材料是目前市场正极材料的升级,正极材料市场价格在每吨6万左右,不仅价格较低,性能也明显提高,性价比更突出。

在能量密度方面,目前锂电池大概是$400-500/Kwh,即一度电电池要400-500美元,按照现在的汇率来算,大概是每度电要2500-3000人民币。使用锰酸锂正极材料生产的电池能量密度可达到500KW/Kg, 自放电率0.5%,使用寿命10年,而磷酸铁锂动力电池的循环寿命7~8年之间。

核心关键是原料和合成方法

锰酸锂正极材料的结构和性能不但与原料及煅烧工艺条件密切相关,不同的合成条件(原料,温度,煅烧时间及工艺灯)所制备的材料的电化学性能有着很大的差异,而且与掺杂元素及掺杂量等有关,而且循环衰减快---特别是在高温时衰减更明显。因此,选择原料及改进材料的合成方法是关键。

在原料方面,科大微龙采用的是层状锰酸锂,具有很高的放电比容量和循化性能,同时具有很好的倍率性以及高温循环稳定性,从原料选择上来看综合性价比更高。

在合成方法上,科大微龙对常规锰酸锂材料在合成工艺和组成方面使用低温煅烧的半湿法,而且通过掺杂其他元素来改进锰酸锂的正极性能,使合成温度明显降低和时间明显缩短,但因为涉及工艺流程机密,所以无法太详细介绍。

此前,曾有媒体爆出特斯拉准备采用石墨烯电池,一次充电时间只需8分钟,可行驶1000公里。王猛告诉创业邦,石墨烯不能作为电池的主体材料,只能作为少量的辅助材料。

在王猛看来,最佳的电池材料应该是容量高、放电电压高、循环寿命长、价格低廉,但当前的技术瓶颈主要在于高温性能不理想。

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