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鋰離子電池提高能量密度下,電池材料的技術發展趨勢

LIB Materials Technology Trend for Higher Energy Density

2018/04/19

  • 電子產業供應鏈上游材料
  • 電池應用市場與技術

鋰電池目前主要應用市場為電動車,其次為消費性電子產品。中國為純電動車與插電式混合動力車的主要銷售國家,其補貼政策對於行駛距離與電池系統能量密度皆設有一定的門檻,甚至是雙積分制也為行駛距離越長的純電動車可獲得越高積分,再加上電動車廠致力於提高行駛距離,因此車用鋰電池的技術首要目標為提高能量密度。消費性電子產品除了著重於安全性,廠商也逐步提高對能量密度的要求。綜合以上可以瞭解提高能量密度的重要性,本文主要介紹在這樣的性能要求下,電池材料包含正極材料、負極材料、隔離膜、電解液的技術發展趨勢。

【內容大綱】

  • 一、正極材料朝向高工作電壓與高克電容量
    • (一) 摻雜與包覆改性成為高壓LCO的必要手段
    • (二) 雖然單晶NCM 523可提高在電壓4.3V時的循環壽命,但提高至4.4V時,仍需更進一步改善
  • 二、石墨中加入矽負極材料提高克電容量,為主要研發方向之一
  • 三、因應高安全性以及高能量密度的要求,塗佈技術成為隔離膜研發重點
  • 四、電解液目前為配合正負極材料開發合適的添加劑
  • 五、IEKView:正負極材料皆朝向高克電容量、電解液則配合正負極材料,開發合適的添加劑

【圖表大綱】

  • 圖1、高壓LCO的發展藍圖
  • 圖2、高壓LCO技術發展趨勢之示意圖
  • 圖3、NCM 523在4.3V與4.4V條件下的循環壽命
  • 圖4、負極材料發展趨勢
  • 表1、提高電池各項效能下,對於隔離膜性能的要求
  • 表2、電解液的組成與種類
  • 圖5、評估電解液潤濕性與分散性的方法

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