6月20日,由中国化学与物理电源行业协会主办的第十一届“中国国际电池技术交流会”在深圳会展中心开幕。本次交流会以“动力电池和储能电池”为主题,重点关注了电池应用领域。全球50多位电池业界顶级专家亮相交流会并发表了主题演讲,来自50多个国家和地区的800多名行业专家、学者和企业家与会。图为来自中航锂电(洛阳)有限公司的总工程师肖亚洲先生在CIBF2014中国国际电池技术交流会上发表主题演讲。
肖亚洲:
尊敬的各位嘉宾上午好,我是中航锂电的肖亚洲。非常感谢组委会给我这个机会,向大家介绍一下我们的磷酸锰铁锂和电池方面研究的一些进展。
先简单介绍一下公司的情况,中航锂电(洛阳)有限公司是中航工业及其所属单位共同建成的股份制公司,主要产品是锂离子动力电池、电池管理系统和模块。中航锂电位于河南省洛阳市,现有职工1500多人,目前产能约600多兆瓦时。中航锂电成立以来受到了各级领导的关爱,前国家主席胡锦涛、吴邦国委员长先后莅临中航锂电视察。
中航锂电的主要产品是锂离子动力电池,目前有三种规格:一是最早生产的塑壳锂电池,目前已经做了很大改善,现在应该叫做锂塑复合锂离子电池。它的特点是容量范围大,可以做到40~400Ah,安全性好;二是这两年新开发的金属壳系列锂电池,容量在20~80Ah的范围。金属壳锂电池主要用于乘用车领域,它的主要特点是循环性能好;三是根据国家创新工程开发的三元材料电池,就是后面要介绍的NCM+LFMP软包装电池。
我们目前主流的电池是20~80Ah容量范围的金属壳电池,采用磷酸铁锂作为正极材料,目前比较成熟,电池的各项性能都比较好。
除了电池以外,我们也在开发电池管理系统,目前广泛应用的有两款:车载电池管理系统和商用电池管理系统。除了电池BMS,我们也在做电池模块,因为对用户而言,他们关心的不仅仅是单体电池性能,更关注模块或者Pack的性能。所以在Pack方面不管是生产、研发,还是热分析、结构或者力学分析等方面,我们都做了相关研究。
在应用方面,目前主要的应用是储能、电动汽车及其它领域。在储能领域比较典型的项目是南方电网储能项目和国家电网张北储能项目。南方电网从2010年开始,到现在运行了四年时间,运行基本正常。国家电网从2011年开始,现在运行了两年多的时间。相对于南方电网,国家电网更偏重于工业用电。除了在储能方面的应用以外,电动汽车方面也有很多应用。目前为止,国家工信部公布的车型里面,使用中航锂电动力电池的车型是位居前列的。
现在介绍一下NCM+LFMP电池的进展情况。从电动车对动力电池的要求来讲,电池比能量对电动车的发展有重要影响。目前锂离子电池在技术要求方面还有很大差距。现在磷酸铁锂单体电池的能量密度可以做到约120瓦时每公斤,到电池组这一级别普遍都要小于90瓦时每公斤,基本在80瓦时每公斤的水平,这个范围不能满足现在电动车的需要。所以对动力电动车发展而言,从混合动力到插电再到纯电动,要实现纯电动的普及,就需要大幅度地提升电池的比能量。如何提升电池的比能量,在这方面各家有各家的招数,有的用NCA,也有的用LM锰酸锂,各有长处也各有不足。
我们也做了这方面研究。前期用三元材料+磷酸铁锂进行研究,虽然提高了电池的安全性,但是对能量密度有较大影响,因为它的电压平台和三元材料有较大区别。在此基础上,我们选择了NCM+LFMP体系。如何在提高电池安全性的情况下还能得到比较高的能量密度,这是大家很关心的课题。我们经过一些研究、试验,最终选用了NCM+锰铁锂体系。用锰铁锂和三元混合以后的比能量要明显高于三元锰酸锂体系混合后的比能量。
锰铁锂材料除了改善电池的安全性能以外,还在很大程度上提高了共混材料电池的循环性能。用新型共混材料以后,常温下的循环性能稳定在2000次以上,55摄氏度的高温循环达800次左右。这说明共混材料的结构更稳定,更有利于电池的循环。
目前中航锂电创新性地采用NCM+LMFP复合正极材料体系,研制出了高比能量电池。目前有两个规格,金属壳为160Wh/kg,软包装的可以达到165Wh/kg。
总结一下,NCM+LMFP的共混量有比较高的能量密度、较长的循环和较好的稳定性,提高后的材料和纯NCM或NCM+锰酸锂相比,它的热稳定性可能更好。
谢谢大家。
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