新宙邦熊得军:组合新型添加剂 助力高能量密度电池性能突破

1018日,高工锂电(2018)国际锂电池关键材料技术创新峰会在深圳盛大开幕。

本次峰会由高工产业研究院(GGII)主办,高工锂电、江门市商务局、江门市经济和信息化局承办,邀请了锂电材料各个环节及动力电池企业超80位行业专家、技术领袖及超400位业内人士就现阶段动力电池核心材料的技术研发创新、产业化升级等进行共同探讨。

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新宙邦研发副总监熊得军博士在会议上发表了“高能量密度动力电池电解液开发进展”的主题演讲。

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新宙邦研发副总监熊得军

熊得军表示,在政府补贴及终端用户里程忧虑的推动下,高能量密度动力电池成为市场热点。目前高能量密度动力电池大体三种选择,一是三元高电压配石墨,二是高镍配石墨,三是高镍配硅碳。当动力电池电压/镍含量越来越高时,给电解液带来的挑战也越来越大。

一般电解液的解决策略,是在核心添加剂的选择上,负极成膜添加剂通常是VCEFC,正极是含硫添加剂PSRPS等,但将这些添加剂组合在一起,还不足以解决高能量动力电池的性能的要求。

为此,新宙邦开发了新型负极成膜添加剂LDY269,新型正极成膜添加剂LDY196LDY2258LDY2294。把添加剂组合到一起,可以解决高能量密度所面临的问题。在会议上,熊得军用图表数据详细比较了公司新型添加剂与常规添加剂的区别。

NMC532/AG软包电池中,LDY269替代VC能降低DCIR,且能改善高温循环和高温存储性能;在HV-NMC/AG中,LDY196PSRPS更好地改善电池高温循环性能;在HV-NMC/AG中,LDY196配方比PS配方更好地改善了电池的高温循环和高温存储性能。

熊得军还举例道:“我们LDY196配方在客户的NCA/SioC体系里面,大体是240毫安时每克,在高温环境下,607天存储保持率、恢复率都在90%以上。当把LDY196配方用在811配硅碳(SiC)的圆柱型电池里面,效果也是很不错。”

“虽然LDY196配方在高能量密度动力电池领域都得到了良好的反馈,但是我们的客户还希望我们产品初始阻抗还能降低,于是为了满足客户的需求,我们从分子结构的角度着手,开发了更低阻抗的新型成膜添加剂,就是LDY2258LDY2294

NCA/Sio-C上做单添加剂的对比,可以看到LDY2258LDY2294同等含量和LDY196相比,初始阻抗是要低,循环性能大体相当,60度存储容量保持率、恢复率,也是新型成膜添加剂跟它相比略有提升。

“于是把LDY2258的配方和LDY196用在高镍硅碳电池里,在同等含量下,可以看到新型添加剂LDY2258的初始阻抗比LDY196要低。”熊得军说,高温存储是大体相当,循环性大体相当,达到了预期。

再看另一款正极成膜LDY2294LDY2294的含量比LDY196含量提高一倍,但可以看到低温环境下的阻抗还是比它低,两者高温循环大体相当,也达到了预期。“我们在NMC811/Sio-C做了一个LDY2294LDY196的对比,LDY2294的含量是LDY196的一倍,循环大体相当。”熊得军说。

总体来看,新宙邦在高能量密度动力电池电解液开发上取得了长足的进展,新宙邦含LDY196的电解液配方在HVNMC/AGNMC811(NCA)硅碳圆柱电池体系中在高端客户下取得不错的反馈。

(高工锂电网)

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2018-10-18
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