當前,全球數碼市場逐漸進入成熟期。統計數據顯示,2018年全球數碼鋰電池的出貨量為68GWh,預計到2020年全球數碼鋰電池出貨量將突破70GWh,到2023年全球數碼鋰電池出貨量將達到95GWh,市場需求基本保持平穩增長。
12月27日-28日,“廣東省電池行業協會2019年會員大會”在東莞塘廈三正半山酒店隆重召開,大會同期舉辦金冠獎頒獎典禮、首屆粵港澳大灣區電池產業高峰論壇。本次大會由瀚川智能總冠名,吸引包括政府領導、協會領導、電池產業鏈企業高層、相關媒體等超過500人的積極參與。
在12月27日上午舉行的“宏觀趨勢專場”中,珠海冠宇電池有限公司(以下簡稱“珠海冠宇”)技術總監李濤,針對3C數碼電池高能量密度的未來趨勢,帶來《高能量密度數碼鋰電池材料技術進展》的主題演講。
珠海冠宇技術總監李濤
李濤表示,“隨著智能化在消費電子領域的普及,可穿戴設備、電子煙、無線藍牙音箱等新興電子產品市場前景可期,同時這些新興市場也對鋰電池提出了新要求。未來,高能量密度和快充將成為數碼鋰電池兩大發展趨勢”。
此前高能量密度鋰電池的設計思路是高電壓鈷酸鋰&石墨+SiOx,但是這種思路也存在著諸多不足。具體從細分材料來看:
正極存在晶相轉變及界面問題;
負極存在首效低及前期容量衰減快的問題;
電解液存在CEI膜不穩定及SEI膜易破碎的問題;
粘結劑存在粘結性差和膨脹大的問題;
電極配方存在導電性差的問題等。
而針對上述問題,珠海冠宇有的放矢地進行相應改進:
如正極材料通過摻雜的方式,提高結構穩定性,通過表面包覆改善界面穩定性;
通過負極補鋰技術提高負極首效;
采用新型粘結劑改善粘結劑性能;
采用復合導電劑材料優化電極配方等。
年會現場
在上述材料優化中,關于SiOx負極的首效優化是最重要的,可以說是SiOx首效提高是鋰電池應用于3C領域的關鍵。如果采用鋰摻雜SiOx,可提高首次充放電倍率、壽命以及能量密度,但缺點是漿料穩定性差。
如果選擇Li-SiOx結構,不僅水系漿料穩定,而且具有優良的導電率,在有效提升能量密度的同時,還能改善循環性能,延長電池壽命。“在提升SiOx首效性方面,我們做了很多嘗試也取得了不錯的效果,后續我們將嘗試更多的補鋰手段,持續提升首效性。”李濤提到。
而在電解液優化方面,通過優化負極成膜添加劑,提高負極SEI穩定性;優化腈類添加劑組合增強電解液抗氧化能力;使用低阻抗添加劑,保證低溫放電性能;使用低粘度溶劑,降低電解液濃度,提高浸潤和保液能力。
除此之外,珠海冠宇還針對高硅鋰電池體系開發抑制硅體積膨脹的粘結劑,該粘結劑的優勢在于:
首先高韌性能夠抑制并適應硅體積變化;
其次高的化學和電化學穩定性,可減少副反應;
再次良好的界面性改善SEI膜穩定性;
最后優異的粘接性能降低活性層脫落風險,極大地改善了電池性能。
關于珠海冠宇
珠海冠宇成立于2007年,公司總部位于珠海,并在重慶、印度建有生產基地,公司已發展成為全球前五的聚合物鋰離子電池供應商之一,客戶包括惠普、戴爾、聯想、華為、小米等全球頂尖消費電子公司,并在動力電池市場領域和歐美及國內著名品牌車廠建立了直接合作關系。先后取得“國家高新技術企業”、“廣東省軟包鋰離子電池工程技術研究中心”、“廣東省軟包鋰離子電池研究與應用企業重點實驗室”等榮譽稱號。