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电芯由正极、负极和正负极间的电解液三部分组成。 能量密度的提升可以从这三个方面入手,一一进行。
阴极-镍55单晶材料
蔚来近期发布的100kWh电池组,即宁德时代此前公布的“只冒烟不着火”电池,在不改变电池组外壳尺寸的情况下,能量密度提升37%,续航里程大幅提升 几乎没有体重增加。 新电池采用的镍55三元电芯是提高能量密度的重要因素。 其正极材料为高电压单晶材料。 什么是单晶? 在回答这个问题之前,我们先了解一下正极材料的技术方向。
所谓“三元”锂电池是指其正极材料为镍钴锰(NCM)。 镍用于增加容量。 为了稳定结构,钴用于降低成本和提高材料的结构稳定性。 镍的比例越高,钴和锰的比例越低,能量密度越高,但安全性越低。
为了提高能量密度,NCM比例从“111(N:C:M=1:1:1)”增加到“523”再到“811”。 这条路线一直是三元正极材料发展的主流。
另一个方向对应单晶路线。 新发布的电芯阴极采用单晶5系材料。 单晶材料更适合高压应用。 目前商业化的三元正极材料多为10微米左右的二次球形多晶材料,由纳米一次粒子团聚而成。 对多晶和单晶没有概念的可以参考石英砂和玻璃,都是二氧化硅。 石英砂是多晶材料,而玻璃则可视为单晶材料。
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