登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
目前商业锂离子电池普遍采用的集流体为Al箔和Cu箔,正负极活性物质通过涂布工艺在集流体的表面形成二维膜,集流体与活性物质膜之间只是通过有限的界面接触,因此接触阻抗较大,容易成为锂离子电池倍率性能的限制因素。
集流体是锂离子电池内部重要的组成部分,正负极活性物质中的电子通过集流体进入到外电路,并最终返回到另一侧的活性物质之中。目前商业锂离子电池普遍采用的集流体为Al箔和Cu箔,正负极活性物质通过涂布工艺在集流体的表面形成二维膜,集流体与活性物质膜之间只是通过有限的界面接触,因此接触阻抗较大,容易成为锂离子电池倍率性能的限制因素,例如我们在上一篇文章中曾经提到过,韩国公州国立大学通过对Al箔表面氧化-腐蚀处理大幅增加了Al箔表面的粗燥程度,提升活性物质与集流体之间的接触面积,降低了接触阻抗,减少了电池极化,大幅提升了LCO材料的倍率性能。(详见链接:《新型Al箔大幅提升锂离子电池倍率性能》)
增加接触面积是降低活性物质与集流体之间接触电阻的最为有效的方法,近日美国加州大学圣迭戈分校的Daniel J. Noelle等采用泡沫Al和泡沫Cu作为集流体,有效增加了活性物质与集流体之间的接触面积,从而能将锂离子电池的涂布量提高到创纪录的16.7mAh/cm2(138mg/cm2,普通高比能电池的两倍),锂离子电池的体积能量密度提升达到22%,同时该电极结构还改善了锂离子电池的热稳定性,在外短路和挤压测试中采用该结构的电池产生的最高温度仅为普通电池的25%。
实验中采用的泡沫Al和泡沫Cu集流体来自日本住友电气工业株式会社,泡沫Al的厚度为1mm,孔隙率为95%,孔密度为45PPI(每英寸孔的数量),泡沫Cu的厚度也为1mm,孔隙率为94%,孔密度为105PPI。Daniel J. Noelle将锂离子电池浆料填充在这些微孔之中,并在80℃下干燥24h,然后采用辊压工艺将上述电极碾压到600um,其中正极采用LiCoO2作为活性物质,负极采用石墨作为活性物质。
下图为上述的电极组成的2032型扣式电池的倍率性能测试曲线,从图中可以看到在0.38mA/cm2的电流密度下,单位面积的可逆容量达到16.7mAh/cm2,是普通高比能锂离子电池的两倍左右。但是电极的容量随着倍率增加衰降较快,当放电电流提高到1.88mA/cm2后,电极的单位面积容量就下降到了5mAh/cm2。下表中作者对比了普通商业2032型扣式电池和泡沫集流体2032扣式电池的电性能,从表中我们在重量能量密度上普通商业2032扣式电池更加具有优势,大约比泡沫集流体电池高11%,但是从体积能量密度上看,泡沫集流体电池则扳回一城,比商业2032扣式电池高22%。
泡沫集流体的优势不仅仅体现在提升体积能量密度上,泡沫集流体的结构特点使得锂离子电池的安全性得到了大幅提升,根据测试采用泡沫集流体的电池在外短路试验中,开始3s的电流仅为普通商业电池的38%,在随后的5min里更是下降到了普通商业锂离子电池的14%,短路电流的下降也带来了产热的降低,在整个外短路试验中电池的最高温度仅为普通商业电池的25%。
Al的密度较轻,因此在微孔密度45PPI时金属Al所占正极的比重仅为8%,但是微孔密度为105PPI的泡沫Cu却占到了负极重量的38%以上,因此在实际应用中可以适当降低泡沫Cu的微孔密度和厚度,以提重量能量密度。
Daniel J. Noelle采用的泡沫Al、泡沫Cu作为锂离子电池的集流体主要优势体现在高负载量上,达到了138mg/cm2,是普通Al箔、Cu箔集流体的负载量的两倍以上,因此在体积能量密度上就体现出了非常大的优势,比普通商业锂离子电池高出22%,但是由于泡沫Cu的重量比较大因此在重量能量密度上,采用泡沫集流体的电池要比普通商业锂离子电池低11%左右。因此总的来看,泡沫Al、Cu集流体更加适合应用在一些对于锂离子电池充放电倍率要求不高,但是对锂离子电池体积限制比较大的领域,例如穿戴设备和微电子等领域。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
美国能源部(DOE)电力办公室(OE)本周三宣布了三个示范项目,这些项目已被选中,以获得1500万美元的资金来展示新的长时储能(LDES)技术。DTEs的全混合锂离子LDES和二次寿命电池示范项目、CapyBaraEnergyLLCPs通过创新的长时储能和资源回收(ESTER)实现可持续社区复兴,以及muGrid分析项目VITALITY:钒创新
北极星储能网获悉,据东台沿海消息,5月18日上午,润海储能锂离子电池及储能系统项目在江苏东台沿海经济区开工。据悉,该项目包括锂电池核心材料、磷酸铁锂储能电池及系统的研发生产和销售,计划总投资50亿元。其中一期项目投资10亿元,达产后可实现年开票销售30亿元,税收5000万元,将极大助力东台市
国际能源署发表报告,题目是:AdvancingCleanTechnologyManufacturingAnEnergyTechnologyPerspectivesSpecialReport(推进清洁技术制造能源技术展望专题报告:推进清洁技术制造),今天分享关于电池制造业的分析:“电池制造能力创下新高,主要聚焦电动汽车市场”。过去几年,全球电池产量迅速增长,以
近日,原子能院中国先进研究堆全面开放应用取得重要进展!荷兰代尔夫特理工大学的MarnixWagemaker教授团队与原子能院核物理研究所中子散射团队合作,在国际顶级期刊《Nature》(《自然》)上发表了锂离子电池领域的最新研究成果,题目为“Chemicalshort-rangedisorderinlithiumoxidecathodes”(“锂离
北极星储能网获悉,据伊金霍洛发布消息,5月13日,鄂尔多斯50GWh锂离子储能电池智能制造项目在蒙苏经济开发区动工建设。据悉,该项目总投资约200亿元,采用全球顶尖工艺、技术和设备,使用风光绿电替代网电,全过程零碳生产安全性能高、生命周期长、度电成本低的锂离子电池,集成制造动力系统和储能系
北极星储能网获悉,据内蒙古准格尔经济开发区消息,5月9日,内蒙古硅源新能电子材料科技有限公司年产2万吨硅碳负极材料项目在准格尔旗开工。该项目总投资22亿元,占地400亩,由常州硅源新能材料有限公司投资成立的内蒙古硅源新能电子材料科技有限公司运营,规划总产能为2万吨/年硅碳负极材料,项目分三
北极星储能网获悉,5月8日,河北省工业和信息化厅发布对政协河北省第十三届委员会第二次会议第0536号提案的答复。文件提出,组织开展锂离子电池、光伏制造行业规范公告申报及自查工作,秦皇岛芯驰光电等2家企业纳入《锂离子电池行业规范条件》公告,行业规范管理水平进一步提升。原文如下:对政协河北
据准格尔旗发布消息,近日,总投资27.15亿元的鄂尔多斯新创新材料有限公司年产8万吨锂离子电池负极材料项目进入投产倒计时。据了解,该项目总投资27.15亿元,主要以石油焦、针状焦和固体沥青为原料,经磨粉、造粒、低温炭化等工艺流程,生产广泛应用于动力电池及储能领域的锂离子电池负极材料,设计年
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池设备行业发展白皮书(2024年)》。白皮书数据显示,2023年全球锂离子电池设备市场规模达到1868.7亿元,同比增长24.2%,其中中国市场规模达到1370.5亿元。EVTank在白皮书中表示,近几年中国锂离子电池产能快速扩张为锂离子电池设备创
北极星电池网获悉,据滁州市人民政府发布消息,4月24日上午,星恒电源(滁州)年产4GWh锂离子电池项目开工仪式在中新苏滁高新区举行。据悉,该项目总投资18.3亿元,将于今年9月完成厂房建设,12月竣工投产,建成投产后可实现年产值约23.4亿元。
据长沙工信消息,4月18日,位于宁乡高新区的湖南阿斯米新材料有限公司自主研发的万吨级锂离子电池负极前驱体生产线正式启动,这是全球首台套万吨级锂离子电池负极前驱体连续自动化生产线。据了解,阿斯米公司投资30亿元建设锂离子电池石墨负极材料生产及相关设备制造基地项目,一期投资8亿元,设计年产
北极星储能网获悉,南都电源5月16日在投资者互动平台表示,公司储备了氧化物电解质、卤化物电解质、干法电极技术,离子电导率达10-3S/cm,环境稳定性好,研制的固态电池能量密度350Wh/kg,可通过国标安全测试。
北极星储能网获悉,拓邦股份4月30日在回复投资者关于公司生产的钠电池能量密度有关问题时表示,不同使用场景对电池性能要求不同,如在储能领域更注重成本及循环次数,公司钠离子电池能量密度目前可达到120Wh/kg。
过去“10年来动力电池能量密度提升3倍,成本下降80%以上。”中国科学院院士欧阳明高表示。实际上,对于300Wh/kg能量密度的动力电池,行业目前已经司空见惯。国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》指出,到2025年动力电池单体比能量达到400Wh/kg,2030年能量密度达到500Wh/kg。随
作为正极材料中,最难落地的富锂锰基材料,正迎来产业化曙光。4月2日,国内固态电池企业太蓝新能源对外公布了可以满足车规级应用的全固态电池研发进展:公司已成功制备出世界首块车规级单体容量120Ah,实测能量密度达到720Wh/kg的超高能量密度体型化全固态锂金属电池。据电池中国了解,太蓝新能源720Wh
01DominionEnergy将在校园工商业储能中试用Enervenue的镍氢电池技术DominionEnergy将试点部署一种新型金属氢电池,这是这家美国公用事业公司正在尝试的最新非锂技术。该公司将在其地方子公司DominionEnergyVirginia上周四(11月16日)表示,将在维吉尼亚州立大学(VSU)校园的社区活动空间部署来自初创
近日,长安汽车在接受调研时称:正向开发领先的固态电池,从2025年开始逐步量产应用,重量能量密度达到350-500Wh/kg、体积能量密度750-1000Wh/L,2030年全面普及应用。此外,长安汽车正在开展锂硫电池、金属电池等新型电池的原型电芯设计,预计能量密度将突破1300-1500Wh/kg,力争在2035年实现搭载应用
“公司的补锂剂产品已获得海内外多家客户的项目认证,在储能、纯电动乘用车、商用车、电动重卡、插电式混合动力汽车等多个应用领域,均拥有独家的项目定点,进度业内领先。”近期,德方纳米在接受投资机构调研时表示。两年前,由上汽集团联合阿里巴巴等打造的高端智能汽车品牌智己,全球首发了两款量产
北极星储能网获悉,11月20日,长安汽车在回应投资者时表示,技术路线上,长安汽车着力电芯技术的突破。新型电池方面,正在开展锂硫电池、金属电池等新型电池的原型电芯设计,预计能量密度将突破1300-1500Wh/kg,力争在2035年实现搭载应用。围绕液态电池材料改性、体系优化等开展技术攻关,不断提升电池
相比于锂资源匮乏,钠在我国储量丰富,价格更为便宜,因而钠离子电池在大规模储能领域具有广阔的应用前景。然而,目前钠离子电池在产业化进程中存在能量密度较低、循环寿命较短等问题,限制了进一步应用。中国科学院青岛能源所崔光磊研究员带领的固态能源系统技术中心,开发了多项钠离子电池关键材料和
电池的应用有着非常重要的意义。动力电池是交通领域实现电气化的核心,能够间接促进二氧化碳排放的大幅减少;电池在储能领域的应用则可以保障可再生能源电力供给的稳定性与可靠性。但如何达到电池既便宜,又能量密度大,还能寿命更长?科学家在进行不断探索,各种技术路线也各显神通。锂离子电池是目前
北极星储能网获悉,近日欣旺达在投资者互动平台上表示,公司目前正在进行磷酸锰铁锂电池的开发工作,磷酸锰铁锂电芯产品能量密度可达到235Wh/kg,产品性能处于行业前列,目前已得到客户的认可,正在进行产业化开发工作。
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!