本篇文章给大家谈谈硅碳负极,以及硅碳负极材料上市公司对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。 本文目录一览: 1、为什么湿度对动力电池的影响这么大?...
本篇文章给大家谈谈硅碳负极,以及硅碳负极材料上市公司对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
高镍正极配硅碳负极已经被行业内公认为高比能量锂离子动力电池的技术线路,对于镍基材料,若空气中湿度较大,容易吸收空气中的二氧化碳和水,导致材料中镍比例高,PH值也越高,因此会造成容量衰减。影响电池性能。当材料吸收的水分足够多时,产生的气体多,电池内部的压力就会变大,从而引起电池受力变形,出现电池鼓,漏液等危险。
硅碳负极不会使电池能量密度提高太多
而硅碳负极材料则恰恰相反,对提升锂电池容量作用意义非凡。理论上,石墨负极材料的能量密度是372 mAh/g,而硅负极的理论能量密度超其10倍,高达4200mAh/g,通过在石墨材料加入硅来提升电池能量密度已是业界公认的方向之一。
负极的重量在整个电池中只占20%左右,负极能量密度提高了10倍,但是正极能量密度不变,整个电池能量密度提高多少?
1公斤电池原来用石墨负极,用了0.2公斤,但是改用硅碳负极,因为负极能量密度提高了10倍,所以负极材料只需要用0.02公斤,而电池的容量不变,但是电池重量变成0.82公斤,能量密度提高的比例=1/0.82-1=0.22=22%,就是说正极材料不变,硅碳负极材料替代石墨负极大概只能提高22%的电池能量密度。
要想继续大幅提高电池能量密度怎么办?只有把正极材料替换掉,目前正极材料是磷酸铁锂或三元材料,但是他们的比容量都不高,最高比容量的正极材料是硫,硫作为正极,硅碳作为负极,这叫硅硫锂电池,是锂硫电池的升级版,能量密度比锂硫电池还高一些,理论极限超过2600wh/kg。
所以只搞负极材料研发搞不出什么名堂了,用固态电解质替代电解液,研发固态电池是提高电池能量密度的必要条件,同时运用硅硫锂电池技术做出固态硅硫锂电池,这基本上就是目前能量密度最高的电池结构了。
石墨烯固态硅硫锂电池目前已经研发成功,可以小批量生产,明年五六月大量面世,西班牙Grabat公司与正泰电器合资生产的石墨烯聚合物电池就是石墨烯固态硅硫锂电池,正极采用硫加上石墨烯等材料做成复合电极,负极采用硅加上石墨烯等做成复合负极材料,用固态石墨烯聚合物电解质替代电解液,同时也取消了电池隔膜。
蔚来NIO Day第四年,朋友圈被众多媒体朋友抢发,汽车人参考认为有两个信息是值得深挖的,一是150kWh的固态电池,二是Innovusion的激光雷达。
本文对发布会提到的固态电池三大核心技术,众多的专业词汇,进行深度的拆分和解读。
1. 纳米级包覆超高镍正极
我们需要把这个词拆开来看,“超高镍”指的是正极材料,提高镍的含量,能提高正极材料的克容量,从而提高单体能量密度,这是行业主流路线,“超高”汽车人参考认为至少是三元811,甚至是9系。
需要指出的是,蔚来在100kWh电池包采用的是较安全的镍55(Ni55)高电压单晶材料,结构配合CTP。而“超高镍”,蔚来汽车又选择了另外一条路。
“纳米级包覆”指的是工艺,超高镍带动结构不稳定,往往需要在材料表面包覆抗蚀层,防止释氧,但包覆太厚又会影响锂离子从正极材料的脱嵌,因此采用的是纳米级的包覆,即把包覆做薄。
2. 无机预锂化硅碳负极
也需要把这个词拆开来看,“硅碳负极”指的是负极材料,石墨负极有较高的稳定性,但石墨的能量密度比较低(理论克容量约372mAh/g);硅基材料具有很高的能量密度(理论克容量4200mAh/g),在负极加入硅后,能够让负极材料的理论克容量提升约10倍。
但加入硅后,需要解决两种材料在充放电过程中体积膨胀不同,硅的体积膨胀为320%,而碳仅为12%,膨胀不同,结构就会坍塌。
硅碳负极也是当前行业的主流路线,大多数电池企业的负极材料都早已经开始掺硅,并在逐渐提高硅的含量。
而宽度在10纳米左右、长度无限制的一维的硅纳米线是当前一种新的思路。
另外需要指出的是,负极采用硅碳体系,单体能量密度会有一个天花板,大概在300Wh/kg的水平,而要继续实现能量密度的突破,采用金属负极是其中一种可能,也就是锂金属电池,能量密度可以做到500-600Wh/kg的水平。
显然,蔚来汽车目前也并没有采用这种路线。
“预锂化”指的是工艺,在电池化成时,额外寻找一个锂源,让负极形成的SEI膜不消耗正极脱嵌的锂离子(约有10%~35%的首次不可逆锂损失),最终提高电池的容量,常见的预锂化方式是在负极(金属Li粉和Li箔)或者正极补锂。
预锂化业界也开发了很多年,但是锂很活跃,需要解决安全和高成本的问题。
而蔚来汽车“无机预锂化”,汽车人参考认为应该指的是将无机粉末添加到熔融锂中形成混合物的方式。
3. 原位固化固液电解质
这个词比较绕口,核心在“固液电解质”,所谓原位固化,就是逐步把当前的液态电解质转换为固体,而不是一步到位全固态的方法。
也就是蔚来汽车的固态电池,本质上是同时含有固态电解质和液态电解质的锂电池。
按照2022年底量产计划,再结合国内相关企业研发进展,汽车人参考认为,蔚来半固态电池,具体应该是一端电极是全固态,另一端电极是液态,固态电解质接近或超过一半质量比/体积比。
而行业里面说的固态电池,真正意义上指的是全固态电解质锂电池。
目前有氧化物、硫化物、聚合物(有机物)三种技术路线:
聚合物容易加工,最容易利用现有设备通过改造实现量产,但缺点是离子电导率最低,电化学稳定性不好,容易短路,能量密度有局限。
氧化物的导电率高于聚合物,但机械性能坚硬,与正极活性材料固-固接触不好,目前国内企业卫蓝、清陶、辉能都是走的这条路线。
硫化物接触性好,离子电导率超过液态电解液,未来最可能的技术路线(日系居多),但是需要解决产品成本高和空气稳定性差的问题。
全固态电池的定位,就是全方位取代当前的液态锂离子电池。但是各个材料都有局限性,还在开发之中,距离真正的应用,需要跨越“技术”和“量产”两座大山。
小结
蔚来汽车的“固态电池”,包括了正极高镍、负极硅碳、电解质半固态三个关键点,分别在材料和工艺两个层面进行了技术创新。
本质上没有颠覆性技术,更多的是,沿着行业公认主流技术路线的推进和落地,并不是真正意义上的固态电池。
在大家都在唱赞歌的时候,需要有媒体从中立的角度,去看待技术的本身,回到本文题目,要不要给蔚来固态电池泼一盆冷水,似乎也并不重要了。
悉尼电池开发商Sicona正在开发一种混合硅碳负极,用于高性能电池。
该混合负极将硅与石墨结合起来,与纯石墨负极相比,可以提高电池容量和密度。当地矿业公司Renascor将与其合作,为他们提供纯化球状石墨。预计两家公司将进行试点生产试验,推动商业化量产进程。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
碳就是根据马碳的原版为模板,就是你说的硬碳来改的,快攻主要是撞击,碳素层变薄了,但是进攻方面的指数就低于原版的马碳了所以说马琳硬碳力量比软碳更大,所以球板更软了点,速度越快,于是控制方面的指数高于原版了,板越硬越适合撞击
生产硅碳复合负极材料的上市公司有:
1.硅宝科技(300019)
从近三年营业总收入来看,近三年营业总收入均值为11.38亿元,过去三年营业总收入最低为2018年的8.706亿元,最高为2020年的15.24亿元。
硅宝科技近3日股价有2天下跌,下跌6.15%,2022年股价上涨1.41%,市值为80.03亿元。
2.德尔未来(002631)
从近三年营业总收入来看,近三年营业总收入均值为17.11亿元,过去三年营业总收入最低为2020年的15.68亿元,最高为2019年的17.98亿元。
公司控股子公司烯成石墨烯研发领域包括但不限于导电添加剂、硅碳复合负极、石墨烯传感器等。
3.德尔未来(002631)3日内股价2天下跌,下跌2.12%,最新报6.47元,2022年来下跌-13.79%。
4.中国宝安(000009)
从近三年营业总收入来看,近三年营业总收入均值为114.77亿元,过去三年营业总收入最低为2020年的106.6亿元,最高为2019年的120.0亿元。
回顾近3个交易日,中国宝安有3天下跌,期间整体下跌5.23%,最高价为13.73元,最低价为14元,总市值下跌了17.8亿元,下跌了5.23%。
【拓展资料】
硅宝科技发布于近日举行的机构调研活动记录称,公司4万吨/年专用粘合剂生产基地项目主要规划为原有产品延续和新产品的补充。主要产品包括:动力电池模组灌胶、导热粘接、导热填充胶、动力电池BMS密封以及正极、负极用胶等。目前,硅宝科技生产的硅碳负极材料已通过数家电池厂商测评并实现小批量供货,亟待产业化规模生产。
据了解,2016年起,硅宝科技先后与中科院成都有机所、四川大学、电子科技大学等高校院所共同开展锂电池用硅碳负极等相关材料的研究开发,并牵头承担了成都市产业集群协同创新项目——“高比容量锂离子电池硅/碳复合负极材料”;2019年建成50吨/年硅碳负极材料中试生产线,产品通过四川省经济和信息化厅组织的成果鉴定为国际先进水平;硅宝科技拥有自主知识产权,并取得多项技术成果。硅宝科技表示,该项目建设符合公司战略发展方向。硅碳负极材料比容量大,能极大提高锂电池的能量密度,硅碳负极材料也是未来负极材料发展趋势。
硅碳负极的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于硅碳负极材料上市公司、硅碳负极的信息别忘了在本站进行查找喔。
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