動力電池是電動汽車的核心部分，電池的續(xù)航能力在一定程度上直接決定了電動汽車的市場潛力。一直以來，鋰離子動力電池是最為廣泛應用的新能源汽車中的動力電池，其優(yōu)勢在于能量密度高、循環(huán)壽命長，技術難點在于穩(wěn)定性和安全性要求高以及制備過程工藝復雜，該核心技術一直掌握在世界少數(shù)幾個國家手里。

日前，福建省寧德時代新能源科技股份有限公司（以下簡稱“寧德時代”）研發(fā)團隊攻克了高鎳三元材料及硅碳負極材料等關鍵核心技術，率先開發(fā)出了質(zhì)量能量密度達304Wh/kg的電池樣品，高于日韓美等國制定的“2020年能量密度達300Wh/kg”的目標。

打掉創(chuàng)新路上“攔路虎”，動力電池實現(xiàn)新突破

何為“能量密度”？電池的能量密度指的是平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能，能量密度的提升也是目前制約著鋰離子電池發(fā)展的最大瓶頸。究竟是什么限制了鋰電池的能量密度呢？其實無外乎電池結構的四部分：正極、負極、電解質(zhì)以及膈膜。

據(jù)了解，鋰電池的能量下限取決于正極材料，因此提升正極材料的性能才能提高電池的能量密度。一直以來，高鎳材料被認為是鋰電池正極材料的最佳選擇，但是由于我國對高鎳材料的開發(fā)較晚，以致技術水平較為落后。

寧德時代此次開發(fā)的高鎳三元正極材料相比國外同類材料，具有壓實密度高、可逆容量高、表面及體相結構相對穩(wěn)定等特點，打破了日韓等國的技術壟斷，提升了國產(chǎn)動力電池的核心競爭力，打掉了動力電池創(chuàng)新路上的“第一只攔路虎”。

打掉創(chuàng)新路上“攔路虎”，動力電池實現(xiàn)新突破

正極材料固然重要，但負極材料也不能忽視。目前，電池大多采用石墨作為負極，但是隨著電動汽車對續(xù)航能力要求的持續(xù)升級，傳統(tǒng)的石墨負極已經(jīng)不能滿足市場需求，“硅基負極材料”被認為是傳統(tǒng)石墨的優(yōu)秀“替代者”。然而令人失望的是，目前硅基負極材料在使用過程中主要采用的是碳包覆技術，在多次循環(huán)過后包覆的碳會破碎脫落，致使電池的使用性能不佳。

此次研究中，寧德時代的研究團隊利用人造電解質(zhì)界面膜包覆技術取代傳統(tǒng)的碳包覆技術。歷時兩年多，成功開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權的新型人造電解質(zhì)界面膜包覆的硅碳復合負極材料，其循環(huán)使用性能顯著高于之前的產(chǎn)品，打掉了創(chuàng)新路上的“第二只攔路虎”。

此外，研究團隊首次將特種級別的“7系鋁”運用至電池包下箱體，在不影響使用性能的前提下為動力電池“完美瘦身”，減輕了的電池整體重量，也為新能源汽車的發(fā)展打開了新窗口。鏈科技ChainTech中國技術信息大數(shù)據(jù)庫，專家在線實時咨詢平臺。專注于技術難題解決、技術成果引進，實現(xiàn)成果轉化和技術轉移。平臺提供技術評估、技術創(chuàng)新、專家咨詢、技術推廣等系列服務。