臺灣陳韋志：中間相負(fù)極材料于動(dòng)力電池之應(yīng)用

時(shí)間:2015-11-16 08:42來源:中國電池網(wǎng) 作者:西顧
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    11月12日，在2015年第3屆中國（武漢）鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇（ABEC 2015，鋰電“達(dá)沃斯”）上，臺灣中鋼碳素化學(xué)股份有限公司陳韋志博士發(fā)表了題為《中間相負(fù)極材料于動(dòng)力電池之應(yīng)用》的演講報(bào)告，以下是演講報(bào)告實(shí)錄：
 
　　各位嘉賓大家下午好！首先感謝主辦單位的邀請，讓我們有機(jī)會來武漢這個(gè)論壇發(fā)表演講。我是來自臺灣中鋼碳素。公司是研發(fā)以及生產(chǎn)中間相負(fù)極材料，今天的演講主題就以“中間相負(fù)極材料于動(dòng)力電池應(yīng)用”來跟大家做一個(gè)報(bào)告。
 
　　首先介紹一下我們公司，中鋼碳素，CSCC，中鋼碳素在臺灣是屬于中鋼集團(tuán)的成員之一，公司在1989年成立，在1996年正式啟動(dòng)中間相這個(gè)項(xiàng)目，在2002年我們中間相正式量產(chǎn)，到現(xiàn)在十幾年的時(shí)間。在2013年我們獲得了ISOTS16949的認(rèn)證。在去年我們在常州成立我們的子公司，為國內(nèi)的客戶來服務(wù)。
 
　　我們母公司中鋼CSC，在臺灣是最大的供應(yīng)商，研發(fā)人員300位以上，員工超過9000人。
 
　　負(fù)極材料生產(chǎn)流程，經(jīng)過一連串的熱處理，萃取、干燥等等過程，會有GP，它是負(fù)極材料的前軀體。在產(chǎn)能上，一開始提到我們公司是在2002年正式量產(chǎn)，那時(shí)候產(chǎn)能比較小，經(jīng)過十年來的努力，在2013年產(chǎn)能已經(jīng)擴(kuò)充到5000噸，預(yù)計(jì)在2017年提升到7500噸。我們的產(chǎn)線都是全自動(dòng)化線，所有生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，以及一致性都非常好。
 
　　我們在江蘇常州市成立了子公司，這個(gè)公司就完完全全是為了來服務(wù)國內(nèi)的客戶，在去年已經(jīng)開始正式量產(chǎn)。
 
　　接著簡單說明鋰電池以及負(fù)極材料的市場需求。這份調(diào)研是日本調(diào)研的，鋰電池這幾年的需求一直在增長，最大的部分還是在LIB這塊，EV這塊跟LIB來比差很多，但是它的增長還是非常驚人的，這三年有40%以上的增長。
 
　　隨著這幾年鋰電池市場需求的增長，負(fù)極材料它的需求也是逐年地增加。整體的需求量以負(fù)極來看，今年比去年成長32%以上，中間相今年占了13%，將近一萬噸。我們樂觀預(yù)估，明年數(shù)量會比這還高。
 
　　接著介紹一下我們負(fù)極材料，這是高倍率的負(fù)極材料，以及跟各位分享一下我們客戶測試的一些回饋。在產(chǎn)品上，剛才提到從前軀體開始就是我們的產(chǎn)品，碳化之后也會有軟碳，石墨化之后，也會有我們的石墨化產(chǎn)品，下面這一塊SMGP，F(xiàn)MGP，MG11，這是我們高倍率的產(chǎn)品，所以我們產(chǎn)品從前軀體開始，包括高容量的，高倍率的，我們都有不同的產(chǎn)品給客戶不同需求上的應(yīng)用。
 
　　在產(chǎn)品的升級上，像FMGP，預(yù)計(jì)是10微米，容量320克電容量。但是這幾年，我們已經(jīng)往上提升了，容量已經(jīng)提升到350克電容量，甚至已經(jīng)往上提升到360，所以容量是非常高，所以非常適合在動(dòng)力電池上應(yīng)用。
 
　　在正式介紹我們產(chǎn)品之前，先來跟各位解釋一下什么是中間相的材料，有哪幾種特性？首先就是配向性，這份報(bào)告是日本的，負(fù)極材料是他們所做的一個(gè)研究。這個(gè)強(qiáng)度比，我們看到0.2跟110測出來的比，這個(gè)是要越低越好，從他們研究結(jié)果來看，MCMB它在中間相是最好的，它鋰離子擴(kuò)散比較容易。
 
　　從示意圖簡單說明一下什么叫配向性？它從上面這個(gè)方向進(jìn)來，因?yàn)椴皇撬耐ǖ�，所以比較會沉積的問題，鋰離子它可以從不同的方向進(jìn)出，必須不會有鋰沉積。所以我們客戶在用天然石墨的時(shí)候，都會添加中間相。
 
　　我們也做了不同材料的配向性的測試，在這里以1004/1110，大家可以看一下，從結(jié)果看得出來地配向性確實(shí)是中間相材料一個(gè)獨(dú)到的地方。大家看左上角這個(gè)圖，它是人造石墨，它的材料已經(jīng)變形，幾百個(gè)孔隙度已經(jīng)沒有了。左下這個(gè)圖是我們中間相，還是會很清楚地看到每顆的負(fù)極材料都保持它原來的特性，空隙度很高，右下角是加入中間相，可以看到完整的球體，如果是看不出來形狀，那就是天然石墨。
 
　　為什么我們的材料不會變形？我們看它CrossSection，右邊是天然石墨，有很多空隙，一壓的時(shí)候就變形了。
 
　　接著看一下MG11系列，這是我們高倍率的產(chǎn)品，這個(gè)D50只有10到11um，F(xiàn)MGP是早期的倍率型產(chǎn)品，容量只有330，現(xiàn)在我們MG11系列，不管是MG11A，MG11N，容量都提到350以上。
 
　　看它的形態(tài)，MG11A、MG11N都是球體。同樣的，我們看結(jié)構(gòu)，中間相它也是實(shí)心的結(jié)構(gòu)，所以再壓它不會變形，AG1它是有空隙在。
 
　　我們也有用18650這個(gè)測試平臺來看一下倍率，這里比較的是FMGP跟MG11A，F(xiàn)MGP是早期的產(chǎn)品，是330，MG11A容量已經(jīng)提升到350，但是在倍率上并沒有打折扣。
 
　　接著跟各位分享一下我們客戶的測試以及應(yīng)用的狀況，第一個(gè)例子就是PHEV，在5C放電下，我們還維持在98%，日本的大概90%，所以在5C放電，我們高出了8%。但是在7C的放電，我們還維持在95%，但是日本人造石墨只剩下74%，所以在7C放電下我們高出日本材料高出20%，所以是非常獨(dú)特的。
 
　　另外低溫特性，不管是零下30度還是零下20度，我們材料放電能力都是比日本的人造石墨好。除了低溫特性之外，高溫性能也是，這里是測60度的儲存，包括在維持能力，我們MG11A都比人造石墨好。當(dāng)然最重要的還是在循環(huán)性能上，現(xiàn)在跑到700多循環(huán)，我們材料能維持在98%，日本剩下92%，所以這個(gè)趨勢來看，我們材料要跑到3000多循環(huán)是沒有問題的。但是在日本材料這個(gè)，可能1500次。
 
　　另外一個(gè)應(yīng)用，EV，這是歐洲的客戶，它測試FMGP，從測試結(jié)果來看，全充全放還有7400次的循環(huán)，循環(huán)性能非常好。如果是高倍率，2C充放電也還大于4000次的循環(huán)以上。
 
　　第三個(gè)，應(yīng)用歷程，啟動(dòng)電瓶，我們知道最重要的特性是低溫的啟動(dòng)，客戶用MG11A，測試結(jié)果完全符合歐洲的規(guī)范。另外是儲能，ESS應(yīng)用，這是在北方的儲能要求，低溫要求非常高，要在零下40度，客戶測試在18650電池，2.6Ah，1.5C放電還可以有90%，所以我們低溫系統(tǒng)是相當(dāng)好。
 
　　另外一個(gè)特點(diǎn)，在這邊也要跟大家特別說明一下，我們材料抗PC電解液的特性，我們做電池都知道PC電解液它的低溫效果特別好，主要原因就是PC它的熔點(diǎn)是零下48度，沸點(diǎn)也很高，將近240，所以PC電解液它的溫度范圍是非常廣。
 
　　但是并不是每種材料都有辦法使用PC電解液，從這個(gè)示意圖來看，當(dāng)鋰離子要潛入到石墨層的時(shí)候，它會把石墨間距撐開的，所以材料沒有PC的話，就會像這個(gè)圖，一層一層被剝開，當(dāng)負(fù)極材料已經(jīng)剝開到這個(gè)層程度的時(shí)候，電池就沒辦法使用。
 
　　如何來判斷材料、負(fù)極材料有沒有這些特性，可以從材料的效率來看，F(xiàn)MGP，MG11，MGP等等都是我們的產(chǎn)品，跟人造石墨做比較，如果在沒有PC電解液的情況下，效率都很高，但是我們的耐PC效率是相當(dāng)好的，能夠達(dá)到80%多，我們的材料在抗PC特性上是有相當(dāng)好的特性。
 
　　從充放電曲線，沒有PC的電解液跟有PC的電解液在充放電情況下是一樣的，所以并不受PC的影響。這是我們?nèi)毡究蛻魷y試我們材料給我們的回饋，我們的MG11A，我們中間相抗PC性能是特別好的。PC電解液對性能有什么影響？用MG11A，大家可以看一下這個(gè)圖，確實(shí)PC電解液對低溫性能是有明顯幫助的。
 
　　最后做一個(gè)簡單的總結(jié)，我們要設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)力電池所要考量的幾個(gè)特點(diǎn)，無外乎是電能量，循環(huán)壽命，倍率性，還有低溫特性。在倍率上，我們有信心我們是最高的，倍率我們已經(jīng)達(dá)到350克電容量，循環(huán)7000次以上，低溫特性，負(fù)40度放電，符合歐洲的規(guī)范。
 
　　我的報(bào)告到這里，謝謝各位！
 
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    天奇股份4月18日公告，擬與中國長安、長安汽車共同投資設(shè)立合資公司，并以合資公司為主體合作開展電池回收、梯次利用及再生業(yè)務(wù)。目標(biāo)打造成為西南區(qū)域領(lǐng)先的電池回收標(biāo)桿企業(yè)。 合資公司的注冊資本為1.8億元，其中公司擬出資8820萬元，持有合資公司49%的股
    2024-04-19 08:42

  • 50億元！這家公司擬在摩洛哥投建鋰電池負(fù)極材料項(xiàng)目

    4月26日晚間， 中科電氣 發(fā)布公告，宣布公司計(jì)劃通過其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司，在中國香港或其他海外地區(qū)新設(shè)全資子公司， 以間接投資方式設(shè)立摩洛哥項(xiàng)目公司，實(shí)施一項(xiàng)年產(chǎn)10萬噸鋰離子電池負(fù)極材料一體化基地項(xiàng)目 。 據(jù)了解， 項(xiàng)目計(jì)劃總投資
    2024-04-29 18:25

  • 全固態(tài)電池三大技術(shù)路線，誰將最終勝出？

    近年來，憑借高密度、更安全性、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是“最具潛力的下一代鋰電池技術(shù)”的固態(tài)電池受到市場關(guān)注，最新消息不斷。
    2024-04-22 18:17

  • 鋰礦龍頭一季度預(yù)虧超36億元，收深交所關(guān)注函！

    4月23日晚間，天齊鋰業(yè)發(fā)布業(yè)績預(yù)告，預(yù)計(jì)今年第一季度同比由盈轉(zhuǎn)虧。 同日晚間，深交所對天齊鋰業(yè)下發(fā)關(guān)注函，要求其結(jié)合主營業(yè)務(wù)開展情況、產(chǎn)品產(chǎn)銷量、產(chǎn)品價(jià)格等，分析2024年一季度虧損較2023年四季度大幅增加的原因，并說明是否存在持續(xù)虧損風(fēng)險(xiǎn)等。 鋰
    2024-04-25 09:30

  • 又有車企公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間！

    當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月16日，日產(chǎn)汽車公開全固態(tài)電池試生產(chǎn)線的預(yù)定設(shè)置場所，在生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)等的橫濱工廠建筑內(nèi)確保了約1萬平方米空間，為搬入設(shè)備推進(jìn)施工。 日產(chǎn)計(jì)劃2025年3月開始生產(chǎn)全固態(tài)電池，目標(biāo)2028年度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)日產(chǎn)介紹，全固態(tài)電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離
    2024-04-18 08:43
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