北极星储能网讯:近日,工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》(以下简称《目录》)的通告,其中涉及新能源领域的新材料有4项,包括高性能锂电池隔膜、镍钴锰酸锂三元材料、负极材料、高纯晶体六氟磷酸锂材料。
同时为落实《新材料产业发展指南》重点任务,推动实施中国制造2025,国家工业和信息化部、财政部、保监会,决定建立新材料首批次应用保险补偿机制,并开展试点工作。此举有利于推动我国锂电产业高性能材料的应用和发展。
上图为:《目录》涉及的四项锂电指导标准
在高性能锂电池隔膜方面,由于电池产品性能指标不同,隔膜的性能也有明显的差异。一般3C电池容量比动力电池小,对隔膜的安全性指标要求较动力电池而言较低。考虑到产品的量化生产和安全性问题,隔膜厚度不过薄,但随着人们对于电子产品、电动汽车带电量的要求的提高,薄隔膜成大势所趋。动力电池隔膜从16μm向12~9μm过渡,而3C电池从9μm向7~5μm过渡。《目录》要求隔膜厚度在5~20μm之间,据了解目前国内还没有5μm隔膜量产的先例。
隔膜孔隙率的大小和内阻有一定的关系,但不同种隔膜之间空隙率的绝对值无法直接比较。目前锂离子电池用隔膜的孔隙率为40%左右,《目录》要求孔隙率达到30~50%。透气率与孔隙度、孔径、厚度和孔的曲折度有关,是衡量隔膜透过性好坏的一个量度。《目录》要求透气率达100~400s/100ml。
上图为:当前市场各类三元材料性能汇总
镍钴锰酸锂三元材料方面,《目录》要求材料的比容量达到>180mAh/g(0.5C)。考虑到《汽车产业中长期发展规划》中提出的2020年单体电池300wh/kg的目标,三元的NCM111和NCM523等材料很难实现。目前的主流的NCM523可以达到160-200wh/kg,而NCM622和NCM811分别可以达到230wh/kg和280wh/kg。所以未来需要大力发展高镍的NCM622、NCM811和NCA材料。NCM中镍含量的逐渐提高,电池容量是上升的同时,电池的循环寿命却在缩短,《目录》要求循环寿命>1000圈(80%),对产品的循环寿命做出了明确规定。
在负极材料(硅碳负极)方面,《目录》要求低比容量(1.5,循环寿命>300圈(80%,1C);高比容量(>600mAh/g):压实密度>1.3,循环寿命>100圈(80%,0.5C)。