鋰電世界網訊,快充技術的核心就是在不影響電芯壽命和安全性的前提下,通過化學體系的設計,加速鋰離子在正負極移動的速度,很多快充技術都是圍繞這一點進行優化。對磷酸鐵鋰電池快充的研發,寧德時代和沃特瑪具有代表性。
寧德時代的磷酸鐵鋰快充技術比較成熟,正極方面,寧德時代開發了“超電子網”技術,在確保快充電池系統的安全性和可靠性的基礎上,使磷酸鐵鋰的電子具有優異的導電性能,可達三元材料的1000倍。負極方面,寧德時代采用“快離子環”技術,在石墨表面打造一圈“高速公路”,加快了鋰離子在石墨層的嵌入,充電倍率可達4C~5C,并能保證系統級別70Wh/kg以上的能量密度,實現10000次的循環壽命。此外,為了讓快充適應不同的工作環境,寧德時代還專門開發了熱管理系統,確保在低溫和高溫的環境里實現快充。
寧德時代總裁黃世霖表示,寧德時代將開發更成熟的電池快充技術,配合充電需求布設專業化集中充電站,滿足市場對遠距離行駛和短時間充電的需求。據了解,寧德時代將逐步提升電池能量密度,提高電動汽車的續航里程,2017年年底前推出新技術,爭取生產出充電10分鐘、續航300公里的電池產品。
通過對沃特瑪的調研和相關資料的查閱,電池中國網了解到,沃特瑪是磷酸鐵鋰材料體系的堅定擁護者,它在磷酸鐵鋰快充方面一直在發力。正極方面,沃特瑪使用粒徑更小的磷酸鐵鋰材料,目前市場上普遍的磷酸鐵鋰粒徑在300~600nm之間,而沃特瑪只用100~300nm的磷酸鐵鋰材料,從而使鋰離子擁有更快的遷移速度,可實現更大倍率的電流進行充放電。在負極端,沃特瑪同樣采用粒徑更小的人造石墨進行碳包覆——小粒徑有利于鋰離子的脫離和嵌入;碳包覆能對電池的循環壽命進行優化改善,微孔的碳結構有利于電解液的吸附,從而起到改善循環壽命的作用。
在安全防護措施方面,沃特瑪電池采用圓柱結構,并在常規安全裝置外設有通氣管裝置和拉斷開啟裝置。通氣管裝置能保證內部氣壓的平衡,可防止電芯內局部氣壓過高導致電池爆炸的風險;而拉斷開啟裝置在電池過充、過流、過熱的情況下,會產氣斷開電路,終止電池內部的電化學反應,防止爆炸的發生。
磷酸鐵鋰電池近年來一直在電池體系中擔綱主角,盡管理論能量密度上升空間有限,多傳終將被其他電池材料取代,但磷酸鐵鋰找到了新的突破點,在快充方面向其他電池材料體系發起了挑戰。可以預見,未來,憑快充“一招鮮”,磷酸鐵鋰就可以走得更遠。