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广州天赐高新材料股份有限公司刘建生演讲实

2018-09-26 11:10:40 作者: 0人读过 | 我要赞

广州天赐高新材料股份有限公司刘建生演讲实录

2012全球新能源汽车大会1月10日在海南博鳌隆重开幕,广州天赐高新材料股份有限公司总工刘建生就题为《电解液与动力电池》发表了主题演讲。

以下为其演讲全文实录:

首先感谢组委会给这样一个机会,我们公司主要是专注于电解液原材料,电解液添加剂研发和生产,我想是国内唯一一个具有电解液生产技术的供应商,我想锂离子电池在数码这一块已经得到非常广泛的应用,2008年奥运会已经吹响了像锂离子电池的发展,我们之后包括2010年世博会和亚运会、大运会都是锂离子电池这几年不管材料方面还有电池制作技术得到很大发展,我们天赐作为动力电池主要的供应商这几年也得到比较大的发展,今天跟大家交流的就是电解液与动力电池这样的一个题目,大家想电解液跟动力电池一个很容易联想的一个性能就是安全性能,实际上电解铝在动力电池这个影响电池中间应该说。这个电极对于动力电池,动力电解液的现状以及电解液需要往下发展的方向我个人的一个观点。

主要的内容这样几个方面,首先看一下电解液动力电池大家这个动力锂离子电池,大家知道这个电池正极和负极,工作当中会从正畸突出,然后到负极材料,所以电极形成过程当中三个部分跟电极密切相关系,所以电极在电池系统方面应该我的表整个电极空气组成,这些供应处分这个电池安全性能,它的电压和高低温性能使用寿命储存性能等等应该全方位影响动力电池的性能。动力电池的特点相对这个数码的来讲动力电池应该说有这样四个明显的特征,它的容量使用寿命,应用环境和安全性能的要求这个相对重要来讲是动力电池四大特殊明显的特点,目前这个动力电池他这个核心问题第一就是成本和安全,在行业里面得到一个普遍的认同,在成本方面来讲大家可能第一个想象到的是原材料的降价,我觉得这个是一个相对来讲我认为在以下三个后面他对于电池成本来讲应该说比较大的一个提升空间,比如说电池正负极材料的提高包括材料的稳定性包括电压和电池的一致性,这个方面我觉得提高降低电池成本是一个比较大的提升空间,在电池的安全性能来讲我觉得有两个方面,一个大家比较明显的就是电池的耐用安全性能,第二就是性能安全性能,耐用安全性能这个方面应该说有很多的东西要做我们在电极方面可以采用安全添加剂,另外降低这个溶剂的可燃性,另外采用一个不燃性负极材料,包括蔡用氧化稳定性正极材料。安全性能来讲目前动力电池来讲可以满足两到三年这个目前来讲是目前的技术,满足这个电池10年到15年这个电池使用寿命得到了一个很大的发展空间,这一块比如说使用寿命是电池这个稳定性还有正负极材料的发展,还有稳定性良好的电解液,电解液表现BMS电池使用寿命比较大的三个方向,另外电池定位性能这一块我们目前在国内的一些动力电池来讲很多都是一个夏天、一个冬天电池性能受到一个比较大的影响,所以电池高低温性能这一块来讲还是需要一个比较大的突破。

动力电池培养一个性能需求,这个也在这个特点使动力特点正负极材料的发展趋势,负极材料来讲主要是高压实的材料发展,高压实主要是材料的球形化和纳米化,这个高压实性能,第二提高材料的高容量,这个主要在这个金属锂,包括硅基合金另外高倍率和高安全化这个上面比较大的特点,这个是负极的发展趋势。正极方面主要有以下几个明显的趋势,一个是锰系材料。在磷系材料方面也有一些高电压的发展,另外还有其他的一些发展,这个主要是正负极材料的发展,接下来介绍一下动力电解液在动力电池方面的一些主要的研究内容,电解液研究主要三个方面,一个是电解液稳定性的研究,稳定性怎么样来提高这个电池使用寿命,另外一个电解液和正负极材料的兼容,第三就是电解液与电池工艺兼容,电池主要三个方面提高电池的热吻性,电极化学稳定性,电极电化学稳定性。电解液与材料兼容这一块主要开发新兴成膜添加剂,新型的正负极材料很好的兼容,另外开发新型防扩充添加剂的开发。再一个根据电池的功率来改善一个改善电极的性能,根据正负极的材料工艺特点和功能特点的方面的研究,这个动力电极主要研究这样几个方面。

具体来讲比如说提高电极的稳定性主要是目前稳定性这个最大的贡献,这个电极的稳定性最大弓形就是LIPF6,这个稳定性可以对电池的安全性比较大的一个改进空间,于是我们经过这个提高了稳定性可能明显的抑制这个正极溶解这个我们做了一些试验,我们电解铝体系,我们电极稳定之后我们可以明显正极材料放出,我们把电极放到高温条件储存一段时间我们看到稳定性提高可以大幅度提高正畸减少正极的溶解。第二就是改善正极的稳定性

广州天赐高新材料股份有限公司刘建生演讲实

,就是提高电极正极负极的兼容性,这个我们做的这个研究正极SEI的特点。

现在介绍一下动力电解液的现状,在动力电池来讲目前在国内主要磷酸铁锂和磷酸亚铁锂,铁锂给大家的深刻印象这个使用寿命是它的优势,安全性能比较稳定,它的缺点是它的高温性能比较差,高温性能比较他,本是铁锂高温性能不错的,铁锂电池来讲它的这个短板电极,这个铁锂的定位性就是铁锂本身需要做一个改进,所以中国的目前在经过这几年的发展来讲应该说站着一个比较大的提升就是铁锂的改进还有电极高温性能的改善可以使铁锂电池在高温性能来讲非常好的兼顾,这个我们做了一个电池循环性能,这个循环比较优越的,这个是我们的高温性能60度的条件当中我们目前可以做一千次以上,这个是高温的循环性能,我们低温这个给出一个低温循环0度,.5的充放电也有一个比较好的循环性能。另外铁锂的高温存储性,这个有一个比较极端的高温性能测试,这个都可以在电池容量的恢复这一快包括膨胀率内阻变化率也有非常好的改进,我们这边展示了铁锂的定位性能,这个都是容量电极这个低温性能来讲应该说暂时可以满足一个低温的性能的应用需求。负20度到负40度,这样的一个性能改善应该说可以很好的满足铁锂在低温条件上的应用,所以我个人认为这个铁锂来讲在这几年的进步非常的大,这个也是为我们讲铁锂发展比较快的一个比较重要的原因。接下来介绍一下锰酸锂,锰酸锂主要电动车这一块比较多,这个比较大缺陷就是高温性能安全性能是它的缺点,高温性能和安全性能应该说两个部分可以做一个锰酸锂可以做一个掺杂,从电解铝来讲也有一个很大的改善空间,我们在铁锂锰酸锂两个主要问题高温性能怎么样跟安全性能同时兼顾,因为安全性能来讲主要电解,电解液安全性能添加很大程度高温性能很大的影响,我们这边电解液改善锰酸锂电池的专用,这样几个手段,我们提高电解铝的溶剂控制电池的含量,开发出来新型添加剂。

这个是我们想达到的一个结果,比如说电池的这个高温循环性能,因为单纯改善锰酸锂高温性能可以做到的,但是锰酸锂和高温安全结构兼顾的话是一个矛盾,我们通过新型我们传统的一个便压器,红色的是新型添加剂很好的改善这个电池的高温循环性能这边60度这边45度的数据,锰酸锂存储性能也是一个比较大的缺陷,我们做了60度30天,45度30天这个高温性能还有容量的保持和容量恢复还有微的变化,通过新型添加剂的开发可以很好的提高锰酸锂的高温存储性能这个是安全性能,这个是锰酸锂的目前情况。接下来介绍三元材料,三元材料目前国内来讲动力这个方面最近两年应该说发展比较快的,这个主要电动自行车这一块比较大的发展,三元材料解决的问题相对锰酸锂铁锂来讲这个成本安全这一块需要突破的地方,目前日韩这一块也是发展比较快,日韩锰酸锂很大程度应用都是三元材料,所以我认为这个三元材料的成本问题可以通过这个高电压形式来思路,我们现在这个三元材料从10.2伏提升到10.5伏,这个容量可以提升20%到25%,这个可以大幅度降低三元材料的成本,这个三元材料这个它在这个目前来讲这个高电压这一块还需要继续解决一些问题,就是它的俯冲和存储安全性能这个目前还没有得到一个非常好的解决,在动力电池来讲这个需要进一步突破的。

接下来谈谈个人的这个动力电解液的发展需要做的工作,我认为来讲应该主要集中三个方面,一个是高电压,通过高电压降低这个电池的成本,在电极这一块放添加剂和新型性能的开发。第二就是安全性能,安全性能这个里面几个工作一个新型添加剂的开发,包括新型阻燃剂,包括例子液体。第三就是新型锂盐目前动力电池应该说一个比较大的障碍,要满足真正的需求磷酸铁锂还是比较大的,我认为以下三个方面可以提升的。我这边做一个简单的例子我们添加剂可以找到一个正极成膜,我们很好的改善这个电极,来一直氧化性能。第二就是新型溶剂,新兴溶剂主要这样几个方面一个含硼溶剂等几个方面,这个可以提升5.5到6一度以上另外一个功率溶剂,这个可燃气泡这个基本上可燃性要大幅度下降,这个是溶剂方面的工作。

再防过充添加剂目前几个方面,阻燃剂目前应该说特别是在日本这个产业化也是进步的比较快,这个传统的阻燃剂,传统的主要做的工作是这个阻燃元素的优化组合比如说F跟P的组合,P和N的组合,包括F和B的组合,包括BN的组合,这个新型阻燃剂添加可以很大程度改善电池安全性能。再一个方面就是安全性能的这个聚合电极,这个前面也说了这个他们隔膜开发,这个也是目前有三个方面,聚合电极开发来讲有几个优点。再一个离子液体,目前主要的解决就是两个问题,第一是它的目前的主要采用了压力源,这个本身成本比较高,第二它的粘度要做到10到500个水平,这个后面来讲是一个很大的方向。这个可燃性基本上可燃烧这个电阻率也是很不错的,这个粘度需要进一步改进这个是它的低温性能。再一个新型锂盐的开发,前面就不说了,我们介绍三大累在不断的产业处理,有些处在一个产业化前期的一个阶段,我们这个锂安来改善电池的性能这是一些数据。谢谢大家!

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