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锰基动力电池技术进展丨捷威动力出席第七届国际汽车关键技术论坛


Release date:

21 Apr,2023

4月20日,由中国汽车工程学会和上海国际展览(集团)有限公司联合主办的“第七届国际汽车关键技术论坛(Key Tech 2023)” 在2023第二十届上海国际汽车工业展览会期间召开。捷威动力研究院院长马华博士应邀出席并作题为《锰基动力电池技术进展》的报告。

  4月20日,由中国汽车工程学会和上海国际展览(集团)有限公司联合主办的“第七届国际汽车关键技术论坛(Key Tech 2023)” 在2023第二十届上海国际汽车工业展览会期间召开。捷威动力研究院院长马华博士应邀出席并作题为《锰基动力电池技术进展》的报告。

 

 

锰基材料具有较多优势,马华博士讲到:

一为锰基材料资源比较丰富,成本低;二为锰基材料化学价态比较丰富,可以跟其他元素组成结构种类多样的正极材料,以适应不同电池性能的需求;三为锰基材料本身结构比较稳定,热稳定性好。

锰基材料也有不足,如何解决?马华博士讲到:

针对锰基材料电导率低、Mn元素溶出、电极加工困难、循环性能差等难点问题,捷威动力从材料、电极优化、电芯设计到模组/系统结构创新上做了很多工作。

首先通过对磷酸锰碳锂材料进行多元素协同掺杂,表面多层包覆,提升结构稳定性和电导率;其次通过对电解液的优化,减少氢氟酸含量,降低对材料本身表面结构的破坏;再有通过电解液添加剂来锚定锰元素,减少锰流出;以及对负极SEI膜进行优化,提高界面稳定性,降低阻抗。

在电极设计方面,针对磷酸锰铁锂材料颗粒小,分散困难,通过对材料粒径的优化匹配,结合复合导电网络的建立,提升极片稳定性和压实密度。

捷威动力在此基础上开发了多款基于磷酸锰铁锂正极的锂离子动力电池,能量密度超过220Wh/kg,-30℃放电容量保持率达到82%,循环寿命超过3000次。将磷酸锰铁锂材料包覆在高镍三元材料表面,显著提升了电池安全性,所开发的300Wh/kg电池可通过针刺测试。

捷威动力在电池结构创新方面的研发进展:

模组方面,基于最小安全仓的积木电池,可实现电池在三维方向的扩展与灵活排布,以提升体积利用率。

系统方面,本次上海车展,捷威动力首次展出的全新系统解决方案——海绵系统,在结构设计上进一步提升了锰基动力电池的能量和快充能力。

“海绵系统”采用全浸没热管理系统,使导热性能提高75%,工况温差≤5℃,处于行业内高水平;其次,“海绵系统”采用高集成度设计,体积成组率超过70%,质量成组率更是超过75%,实现了电池包系统空间的极致利用。

另外,“海绵系统”采用了无线BMS进行电压和温度信息传递和输出,降低密封失效风险,提升电池系统的安全系数;最后,“海绵系统”通过“气液分离”结构,精准计算和控制气液分离阀开启,实现热失控定向排气,使热“失控”转变 为“可控”,满足 TP“零”扩展需求。

 

 

  马华博士讲到:对于电池,我们希望从材料到电芯设计,到PACK设计再到最后的电池应用,建立一个完整的创新的体系,我们也愿与同行业一道,在电池新材料的研发上多多交流与探索,为全球用户提供更具创新性的产品和服务。

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