日立開發(fā)出有望使EV續(xù)航翻倍的鋰電池技術
能量密度為傳統(tǒng)鋰電池的2.6倍
2014年11月19日 8:33 5142次瀏覽 來源： 中國有色網 分類： 新技術
日立制作所開發(fā)出了可使鋰離子二次電池（LIB）的能量密度提高1倍以上的技術。通過使正極厚度達到原來的2倍等手段，30Ah級電池單元實現了335Wh/kg的能量密度。這項技術有望使純電動汽車（EV）充電一次可行駛的距離延長1倍。
此次開發(fā)的是正極使用鎳類材料、負極使用硅（Si）類材料的LIB。通過對正極實施壓膜化處理來增加鋰離子量，從而實現高能量密度。不過，只進行壓膜處理會導致活性物質分布不均，造成鋰離子移動不充分。因此，日立制作所利用掃描型電子顯微鏡來觀察電極切片，根據觀察到的信息使電極三維結構可視化，從而開發(fā)出了可使活性物質、粘合劑及空隙等均勻分布的膜成型技術。另外，為了抑制高電壓化處理時電解液導致的分解，還用氧化物皮膜包覆正極材料的粒子，延長了其壽命。
為了在負極采用硅類材料，日立此次新開發(fā)了高強度粘合劑，可實現形成了導電性皮膜的硅類材料的粒子之間的強力結合。這樣一來，作為LIB的負極材料，硅材料有望實現與普通碳材料相同的壽命。硅類材料雖然鋰離子吸附量較多，但這也帶來了體積膨脹較大、材料容易從負極剝離的難題。
此次日立通過上述手段，使電池單元的能量密度達到了335Wh/kg，是該公司以往產品的2.6倍，而且輸出功率密度也達到了1600W/Kg。以電池單元重量為150kg、電耗為114Wh/km來推算，與以往產品相比，這種新型電池可使EV續(xù)航里程增長1倍。
目前這種電池存在的問題是充放電循環(huán)壽命。目前的壽命為最多50次循環(huán)，與采用碳材料負極的LIB相同，但要配備到EV上，壽命必須要達到3000次循環(huán)。今后日立將繼續(xù)推進技術開發(fā)，以延長壽命、提高穩(wěn)定性和安全性，目標是2020年是該技術投入實用。
此次的研究是日本新能源及產業(yè)技術綜合開發(fā)機構助成事業(yè)“鋰離子電池應用及實用化尖端技術開發(fā)事業(yè)”的一環(huán)。研究成果將在2014年11月19日于京都開幕的“第55屆電池研討會”（日本電氣化學會電池技術委員會主辦）上發(fā)表。（記者：吉田 勝，《日經制造》）
責任編輯：趙天寧
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