钜大LARGE | 点击量:1108次 | 2019年06月21日
什么类型的锂电池寿命循环更具有优势
单位体积容量与循环寿命、倍率、安全性是强相关因素:容量每提升10%,循环寿命大约会降低20%;容量每提升10%,充放电倍率降低30-40%;容量每提升10%,温升大约会提高20%,且呈几何级上升;能量密度越高,安全性风险越大。
18650用523+石墨体系,按新国标,1C做到2.4AH已到了设计的极限,更高能量密度的材料(NCA、811等)本身稳定性和制程控制,不是想象的那么容易。所以,暂时还不太好用,但贵很多……
圆柱18650锂离子电池发展面临的诸多挑战
电池能量密度要求不断提高,提高了材料成本:a.新材料如NCA、硅碳等新材料供应链尚不成熟,成本高,供应难以稳定;b.新材料制程对环境要求高,固定资产投资高,能耗巨大;单体电池容量低,PACK成组技术要求和成本偏高;单体电芯最多适应正单、负双极耳结构,而且对能量密度影响较为显著;高曲率部分比率较大,循环寿命受到较大影响;高能量密度与高倍率充电同时要求时,设计空间已到极限。
更大直径圆柱锂离子电池将成为必然趋势:20/21相对18是更好的选择
同体积下,能量密度优势:适当增加直径和高度可以获得更多的有效体积。
带来的好处:a.适当提高能量密度情况下,可以选择常规材料,稳定、性价比高;b.可以适当进行多极耳机构设计降低内阻;c.同样能量密度下,可以选择快充特性石墨,改善快充性能;d.高曲率部分比率降低,延长电芯循环寿命;e.单体电芯容量增大,降低Pack成本。
多极耳结构设计:可以实现低内阻(ACIR或DCIR)。
低曲线率区域比率增加:循环寿命延长。
1.从上图可以得到,21700在不同的型号中高曲率点所占的比例是最小的,20650适中,而18650最高。
2.当电池在循环过程中如出现恶化时,在曲率最大点开始,而21700由于其所占的比例最小,故对循环性能的影响也是最小。
相同容量的PACK包在相同安全距离设计下,20系列体积能量密度比最优,重量能量密度21最佳。
新标准来袭,天鹏的选择
新厂投入巨资,投入日韩最先进生产设备,从投料到挑选完全实现自动化,4条200PPM的自动化产线。兼容性产线,日产100万只20650/21700,2017年4月实现量产供货,虽然20/21的直径为使用成熟材料体系延长了周期,仍然最为严苛的环境控制,以确保我们储备多年的高容量产品技术,在安全可靠的环境下实现量产,更为供应链的成熟化赋予了一定时间。
为什么20650/21700,而不是20700?
18650到新尺寸的过渡,大部分现有电池包可以在直径上轻易切换,成本低速度快,而65-70的高度变化,会带来现有电池包模具弃用的麻烦;利用自身市场优势,20650中大倍率电池的量产已经超过一年半,培育了20650次级品市场并已经初具规模,可以更快实现垂直产业链层面的成本优势。给客户提供更大单体(21700)和更少尺寸变化但同时具备高的空间利用率(20650)两种选择。
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