“电池的能量密度要达到400Wh/kg以上,需要通过固态电池的技术方向来加以实现。富锂锰基材料是适配固态电池的最佳正极材料。”在第五届新能源汽车及动力电池(CIBF2024重庆)国际交流会上,宁夏汉尧富锂科技有限责任公司常务副总经理胡伟在演讲中如是表示。
图为宁夏汉尧富锂科技有限责任公司常务副总经理胡伟演讲
具备高能量密度、高安全性等诸多优势的固态电池,是公认的下一代动力电池的技术路线。通常来说,固态电池使用硅、锂金属合金等超高克容量的负极材料,需要匹配高克容量型正极材料。而且,固态电池宽电化学窗口特性也适配高电压正极材料。
而富锂锰基材料正好能够同时满足固态电池对于正极材料的上述需求。胡伟指出,富锂锰基材料是目前克容量发挥最高的正极材料,可达230-300mAh/g。同时,富锂锰基材料是一款高电压型正极材料,因此更适合在宽电化学窗口的固态电池体系使用。
除了具备高克容量特性,在常规电压下的富锂锰基材料,还具有非常良好的循环稳定性,能够在1C充放电条件下实现2300周循环无衰减,1700周的1C高温循环容量保持率能够达到88%以上。
不仅如此,富锂锰基材料由于其富锂的特点,通过应用方式的设计,可起到补锂的效果。富锂锰基材料大批量商业化应用尚处于起步阶段,并且富锂锰基材料品类非常丰富,因此有非常大的开发、应用空间。此外,富锂锰基材料是一种无钴低镍高锰的材料,大幅减少了对钴、镍资源的依赖,所以它的成本非常低且具备最高的回收价值。
“我们公司致力于将富锂锰基材料做成能量密度超过高镍三元体系、Wh成本接近磷酸铁锂甚至低于磷酸铁锂的高性价比的正极材料体系,考虑回收的全生命周期,富锂锰基材料成本可实现低于磷酸铁锂。”胡伟表示,富锂锰基材料不仅适用于固态电池,而且同样适合用于高能量密度的液态锂离子电池。
据介绍,当富锂锰基材料在高电压下应用,克容量发挥到250mAh/g以上的时候,Wh成本已经跟磷酸铁锂持平,而且能量密度要远高于磷酸铁锂体系。质量能量密度是磷酸铁锂的2倍;体积能量密度是磷酸铁锂的2.4倍。与高镍三元体系相比,能量密度也要高出许多。
此外,汉尧富锂生产的富锂锰基材料,在2.0-4.8V的电压区间充放电,展现出卓越的循环稳定性,经过200次充放电周期后,其容量保持率高达97%至100%。同时,在2.0-4.7V、1C的条件下,平均每周的电压降仅为0.51-0.6mV。在安全性测试中,通过针刺试验证明,富锂锰基电池能够做到不爆炸、不起火,显示出其优异的安全性能。
值得注意的是,国家部委对富锂锰基材料的研究及其产业化非常重视。胡伟透露,汉尧富锂在2022年承担了两个与富锂锰基材料相关的“十四五”国家规划项目。今年国家政策对固态电池给予了大力支持,其中富锂锰基材料作为固态电池的首选正极材料,被特别强调并纳入项目规划中。
据介绍,汉尧富锂总部位于宁夏银川,目前在银川、宜春、泰安、郴州拥有生产基地,并且最近在新疆昌吉启动了新建正极材料项目。此外,公司在锂、锰、镍等上游材料资源方面进行了战略布局,旨在满足未来富锂锰基材料大规模生产对低成本的需求。