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    新能源汽车在电池安全上有哪些技术突破?

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    懂车老王2024-05-31

    最近老王考察磷酸铁锂电池比较多一些,这玩意儿降本贼厉害,以往1度电1000块钱,磷酸铁锂的工序捋顺了估计能到300块钱一度电,你想想,今后如果100度电池包,成本只要3万块钱,OEM什么花的价格战都敢打。当然现在还到不了300哈,而且我们说的是单体,加上整包其实是小贵一些的。(放张图,很多小伙伴竟然说磷酸铁锂只有刀片形态的,我告诉大家磷酸铁锂可以是任何形态,比如方形、圆柱形、刀片型)

    那么最近在电池工艺上出了个什么革命呢,其实也不算革命,就是这个电池极片的工艺,有不少进步,其中一个进步就是极片制备工艺,磷酸铁锂电池,一些企业在电池极片方面提升了一个叫振实密度的概念,振实密度偏低一直是磷酸铁锂电池的一个顽疾,在磷酸铁锂极片制备过程中,因为不规则粉末的形貌,导致压实或者振实过程中产生的粒子团聚和架桥现象会让这个指标变得很低,这是老王之前产业调研的一个方向,为了不违反保密协议,老王本期只能定性来说,比如行业中普遍做法,是在工艺中增加溶盐滤洗和喷雾干燥工艺,但吉利这些工艺没有减少的同时,还使用了高密度球形的磷酸铁前驱体去合成更规则的磷酸铁锂颗粒,而且对颗粒的要求比较严苛,这是很多人没有提到的地方。

    这篇论文很好滴阐述了上述观点,大家可以下载看一下,(Synthesis and electrochemical performance of lithium iron phosphate/carbon composites based on controlling the secondary morphology of precursors)作者是JuGuoab,ChengboLianga,JianxinCaoa,ShuangzhuJiaac


    在碳还原气氛中,磷酸铁首先与熔融锂盐反应,在磷酸铁表面形成磷酸铁锂产物层。然后熔融的锂盐扩散穿过产物层并继续与磷酸铁反应。随着反应的进行,磷酸铁(核相)-磷酸铁锂(壳相)两相反应界面向内移动,核相逐渐收缩,直至反应完成并全部转化为磷酸铁锂产品。

    当反应完成后,多余的碳被涂覆在产品表面,最终形成LFP/C材料。可见,磷酸铁前驱体的形貌对LFP/C的形貌和碳包覆效果有重要影响,进而影响材料的电化学性能。安全方面也是有提升的,比如生成热变低,说白了就是一致性变好了,极片固液界面更稳定。锂枝晶生长也稳定。

    其实在这些工作上,最有趣的是结合前驱体把磷酸铁锂粉末形貌做成近似圆形,这样的话体积密度在振实工序和压实工艺中可以得到更好的密度。(工业中或者学术中叫做卷心菜型? 还有近似圆形?) 最近这方面工艺有不少突破,价格也下来了,密度更高了。

    带来的结果是(当然这只是一个改进还有其他改进没讲呢),磷酸铁锂今后的平均能量密度不再是165瓦时/公斤了,要改了,至少180瓦时/公斤起步吧,做到200挑战不大。

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