中國儲能網(wǎng)訊：9月24日， “2016中國新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展高峰論壇暨車企與動力電池企業(yè)技術(shù)交流會”精彩繼續(xù)， 來自政府主管部門、行業(yè)權(quán)威專家學(xué)者、新能源整車企業(yè)、動力電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、檢測機(jī)構(gòu)等，共計(jì)600余位業(yè)界精英齊聚一堂，就“重構(gòu)新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)”問題進(jìn)行深度探討。
今日上午的大會則圍繞“動力電池技術(shù)及應(yīng)用探討”這一主題進(jìn)行討論，東莞市邁科新能源有限公司研發(fā)中心總監(jiān)、博士鄧耀明針對動力電池在低溫下的充放電難題，發(fā)表了題為“邁科超低溫動力鋰離子電池研究進(jìn)展”的演講。
東莞市邁科新能源有限公司研發(fā)中心總監(jiān)、博士 鄧耀明
以下為電動汽車資源網(wǎng)整理鄧耀明演講的主要內(nèi)容：
為何要開發(fā)低溫鋰離子電池
我國幅員遼闊，三分之一的地區(qū)全年大概有一半的時間都是大雪紛飛，而我國又在大力推廣鋰離子動力電池，在這樣的背景下，開發(fā)低溫鋰離子電池就十分有必要。大家都知道，鋰離子動力電池的正常工作溫度是0-45℃，放電的溫度要求是-20℃，低溫下充放電會受限。
用戶端也投訴，正常的電動汽車在低溫下充放電困難，續(xù)航里程大受影響。那么為什么鋰離子電池在低溫下會面臨如此多挑戰(zhàn)，哪些因素會影響電芯的輸入與輸出特性呢？
動力電池在溫度下降時，阻抗會明顯增加，低溫會對材料電子電導(dǎo)率產(chǎn)生比較大的影響；同時低溫易造成電解液的黏度增大，電解液離子電導(dǎo)率急劇下降，離子遷移能力也會下降。電池在低溫下充電時，陰極電位上升，陽極電位下降。低溫下，低電導(dǎo)率會造成極化增加，電芯局部過電示增高，充電析鋰風(fēng)險高。拉低整個放電平臺，輸出受到影響，放電容量銳減。
低溫電芯的解決思路
通過對電池的材料體系及結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，采用改性的正極、表面修飾的負(fù)極及獨(dú)特的電解液配方，解決鋰離子電池低溫放電及充電的瓶頸問題。主要從以下幾個方面的優(yōu)化工作來改善：
1.正極的優(yōu)化。優(yōu)化顆粒尺寸和材料改性技術(shù)降低阻抗。可降低到30%以下的阻抗。
2.負(fù)極的優(yōu)化。最優(yōu)化的顆粒尺寸和表面改性技術(shù)協(xié)同降低阻抗。
3.電解液的優(yōu)化。優(yōu)化溶劑體系獲得最優(yōu)的電導(dǎo)率及粘度電解液。獨(dú)特的添加劑應(yīng)用保證低溫下較低的成膜阻抗。
4.導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。點(diǎn)、線、面多維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)用顯著改善電子導(dǎo)電，保障導(dǎo)電性，我們從這個顯著改善了電導(dǎo)特性。
5.粘結(jié)劑的優(yōu)化。粘結(jié)劑體系來保障，大的顆粒附著在石墨表面，采用全新的連接體系，降低鋰離子在極片中間的傳輸阻力，對電芯改善后的結(jié)果，阻抗會降低50%以上。
低溫電芯典型結(jié)果展示
應(yīng)用到鐵鋰體系的LFP電芯， 容能達(dá)到5000mAh，LFP電芯在-40℃的低溫條件下放電容量高達(dá)90%, 放電能量達(dá)70%，而常規(guī)電芯在-40℃的條件下是放不了電的。充電也是不容忽視的環(huán)節(jié)，調(diào)整后，該電芯在-20℃下循環(huán)容量無明顯衰減，拆解后極片十分光亮，無析鋰。從不同溫度下的循環(huán)特性做了測試，長期循環(huán)表現(xiàn)也很好。壽命的測試也表明，該低溫電芯也是不錯的。
另一個運(yùn)用到三元體系上，跟常規(guī)的電芯對比后，在容量方面較常規(guī)的電芯有不小的提升，NCM電芯在-40℃的低溫條件下的放電容量70%, 放電能量達(dá)60%。
鄧耀明介紹說，低溫電芯在北京以南PACK設(shè)計(jì)不再考慮額外的加熱系統(tǒng)來輔助，而東北地區(qū)熱管理策略也易于實(shí)現(xiàn)。
