新闻中心
格林美申请低镍钠离子电池正极材料及其制备方法与应用专利
2024 年 8 月 14 日消息，天眼查知识产权信息显示，荆门市格林美新材料有限公司、格林美股份有限公司申请一项名为“一种低镍钠离子电池正极材料及其制备方法与应用“，公开号 CN202410700083.9，申请日期为 2024 年 5 月。 专利摘要显示，本发明提供了一种低镍钠离子电池正极材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：在氧化性气体中，将低镍前驱体进行预氧化焙烧，得到预氧化前驱体；将钠源和所述预氧化前驱体进行混合和烧结，得到所述低镍钠离子电池正极材料。本发明所述制备方法通过预氧化焙烧，调控前驱体结构，使材料暴露出更多的电化学活性晶面，使更多的钠离子进入材料晶格，得到同时具有低成本、高倍率与长循环性能的钠离子电池正极材料。
来源：金融界
邢东锂电低温及固态电池新品亮相
当前，全球能源转型和新能源汽车及储能行业蓬勃发展。近日，邢东锂电在亚太储能展的产业生态大会上，发布了低温电池新品，宣布其耐低温电池产品及固态电池已实现量产。邢东锂电在高性能电池技术领域的布局及成果，已经具有影响行业发展趋势的动能。 发布会上，邢东锂电详细介绍了低温电池的技术性能突破，具备在-20℃、-25℃、-30℃ 、-35℃四档低温环境下，充放电效率分别保持在97%、95%、95%和90%以上的能力。该产品能够在-35℃至60℃的宽温域内实现高效充放电，有效解决了传统电池在低温环境下的性能瓶颈问题。另外，邢东锂电负责人也在发布会上表示，其对低温电池系列的研发还在持续进行中，未来，会有更低工作温度适应性的锂电池实现量产。 邢东锂电低温电池的发布，切中了电池行业的痛点：长久以来锂电池在低温下性能表现不佳似乎已经成为行业共识，常规锂电池0度以下甚至无法充电，有些电池可在-20℃进行放电，但充电可能会产生锂沉积、气体生成、热失控、燃烧等安全风险。这也导致北方地区新能源汽车市场信心不高，高寒地区储能、动力需求，持续未得到满足。 从邢东锂电国际业务部总裁李佳在发布会上的演讲不难看出邢东锂电布局低温电池的野心，其欲抢先立足我国北方低温地区，乃至全球高寒地区的低温动力、储能市场，助力电力平权早日实现，不再受地域限制。 从技术层面来看，邢东锂电的低温电池实现了多项创新。首先，在材料选择上，采用了专利原位凝胶态电解质、碳纳米管和石墨烯复配的新型导电剂、确保了电池在低温环境下的倍率性能和耐低温性。其次，在工艺方面，采用专利隔膜涂覆技术和叠片工艺，提升电池在-20℃至-35℃低温环境下的安全性能和循环性能，以及电池的一致性。整个低温电池的生产制造过程，选用特有的工艺、设备、材料体系以及43项发明专利的技术支持，推动产品不断升级和迭代。这些技术上的突破，使得邢东锂电的低温电池在性能上远超同类产品。 从行业角度来看，邢东锂电的低温电池技术。首先，在材料创新和工艺升级方面，邢东锂电的成功经验将为行业提供更多的研发思路和方向；其次，在产品应用上，低温电池的广泛推广有望带动新能源汽车市场的进一步扩张，特别是在高寒地区的市场需求将得到极大激发。 对于市场而言，邢东锂电低温电池也是电池需求端的新机遇和新市场。从发布会现场相应状况看，邢东锂电凭借其领先的技术实力和敏锐的市场洞察力，有望成为新能源汽车行业的黑马企业，从而吸引更多的资本关注。 对于消费者而言，低温电池的出现将大大提升新能源汽车的使用体验和适用范围，特别是在寒冷地区，消费者将不再受限于电池的低温性能问题。 邢东锂电展会现场技术负责人也表示，未来邢东锂电将继续深耕高性能电池领域，并计划将低温电池和固态电池推广应用于多个领域，满足不同场景下的高性能电池需求。同时，公司还将加强与产业链上下游企业的合作，共同推进电池技术的研发和应用，推动新能源产业的持续发展。
来源：中国能源网
电池储能的未来：流动电池为何逐渐超越锂离子电池
随着电动汽车和电网储能应用的需求激增，电网储能行业正在迅速发展。然而，锂离子电池供应链的复杂性和风险促使我们重新评估替代技术。在《电池新闻》的一次独家采访中，行业专家强调了对流动电池（尤其是以水为基础的系统）的日益关注，认为它们是一种更安全、可持续的解决方案。这些电池不仅可以降低锂离子技术固有的火灾风险，还提供了更稳定、道德的供应链，使其成为未来电能储存的有力选择。 当前电网储能行业的现状 电能储存行业目前正处于蓬勃发展的时期。价格不断下降，市场规模已经相当可观，电池产业正迎来前所未有的机遇。 锂离子电池的生产正在因电动汽车和电网储能的需求而经历繁荣。那么，为什么我们需要倡导使用流动电池呢？ 虽然锂离子电池的生产正在繁荣，但其供应链却充满了复杂性和风险。锂离子电池使用的关键材料包括锂、石墨、镍、锰等，这些矿物资源在全球的分布并不均匀，且其集中地可能涉及地缘政治、环境和人权等方面的问题。 以锂为例，当前最大供应国有智利、玻利维亚、澳大利亚和中国。在前面三国，当地居民对锂矿开采的环境影响表现出强烈反对。而在中国，地缘政治紧张使得像美国这样的国家对这样的潜在不稳定供应国产生顾虑。即使是石墨，在美中之间的贸易战中也变得复杂。 此外，电池制造也进一步复杂化了供应链。目前，中国制造商与美国制造商的比例超过10:1，这不仅给锂离子电池的供应链带来了挑战，也让其制造过程成为能源安全的一个隐患。 美国政府如何促进国内电池生产？ 到目前为止，美国通过“软措施”和“硬措施”来鼓励国内电池生产。 “通货膨胀削减法案”是拜登2022年气候立法的关键内容，其中包括针对国内电池生产的大量支持（主要是税收优惠）。同时，政府在关键矿物供应链问题上也积极推进“矿产安全伙伴关系”。 与此同时，关税成为主要的“硬措施”。拜登政府最近提高了对中国制造的电动车和电池的关税，旨在反制外界认为的中国政府对那些行业的极其慷慨的支持导致的“人为低价”。 采用软硬结合的策略是因为政府希望确保供应链的安全和促进国内就业增长。他们不想在能源转型计划中依赖中国，而且希望任何因美国电池需求增加而产生的就业机会能在美国而不是中国实现。 为什么我们需要一种无火灾风险的电池选项？ 随着电池安装数量和规模的增加，能源储存行业急需一种无火灾风险的电池选项。尽管磷酸锂电池的可燃性较低，但其火灾风险依然显著，且对消防员来说处理起来特别困难。考虑到锂离子电池火灾的持续时间和危险性，行业需要一种零火灾风险的解决方案，以便在不妥协安全性的情况下扩大规模。 究其原因，锂离子电池的设计在能量密度和安全性之间做出了妥协。仅仅一个电池单元的制造缺陷就可能引发严重火灾。对于电动自行车和滑板车等高能量密度的应用来说，这种风险可能是值得的，但对于站立储能设施而言，能量密度的高低并不足以弥补安全性的问题。越来越多的大型项目也在推动对新型无火灾风险电池的需求，这不仅涉及商业使用，还包括住宅和公用事业层面的能源储存。 无火灾风险电池的潜在解决方案 固态电池：固态电池使用固体电解质代替液体电解质，从而大幅降低了火灾风险。这种设计使得电池不易短路，并能够在高温环境下保持稳定性。同时，固态电池潜在的能量密度更高，有望在电动车和其他高需求应用中取代传统锂离子电池。 钠离子电池：钠离子电池采用钠作为电解质，相比锂资源更为丰富且价格更低。钠离子电池的热稳定性较好，有助于降低火灾的发生概率，虽然其能量密度通常低于锂离子电池，但在某些应用场景中，如固定式储能，仍然是一个具有吸引力的选择。 铝空气电池：铝空气电池以铝和空气中的氧气为反应物，具有非常高的能量密度。不仅成本低廉，而且在材料的可获取性方面具备优势。这些电池在放电时产生的氧气来自于空气，减少了对传统液体电解质的需求，从而降低了火灾风险。 有机电池：有机电池使用有机材料作为电极，具有良好的安全性和环境友好性。研究者们正在探索利用有机化合物来替代传统的锂和其他金属，以减少资源的依赖，并提高电池的安全性。 政策与市场的推动 为了推动上述技术的研发和市场应用，美国政府及私营部门都在加大投资。政府通过资金、补贴和税务减免来鼓励创新，以确保在面临日益增加的电动车和可再生能源需求时，能够安全地使用电池存储技术。 此外，市场对于可持续性和安全性的高度需求也促使企业不断研发新技术，以确保产品的安全性。例如，领先的电池制造商正在与研究机构与大学合作，开发新材料和新技术，力争在确保安全的前提下提升电池的性能。 结论 随着对可再生能源和电动交通工具的需求迅速增长，开发一种无火灾风险的电池解决方案显得尤为重要。虽然当前的锂离子电池技术存在一定的安全隐患，但多种新兴电池技术提供了潜在的替代方案，这不仅能满足日益增加的能源需求，还能够在应对安全性和可持续性方面的挑战。因此，各国政策、市场需求以及技术创新的共同推动，将在实现安全、高效电池存储系统的未来中发挥重要作用。
来源：储能世界
全球固态电池商业化提速
电力的发现改变了世界，催生了一系列让人们的生活更安全、更健康、更高效、更惬意的发明。而电池则将这一发现推向了新高度，为人们提供了一种储存电力并用以驱动移动设备的方式。 目前，锂离子电池在市场上占据主导地位，但更安全、容量更高的固态电池可能会成为未来世界的动力源泉，甚至可能帮助人类摆脱气候变化带来的影响。从小型电池入手 目前，已有少数小型固态电池在某些手表和医疗植入物中投入使用。 日本电子制造商TDK宣布已成功研发出新版CeraCharge固态电池。其单元体积能量密度高达每升1000瓦时，约为TDK传统固态电池能量密度的100倍。TDK并未透露太多关于该电池专有技术的细节，但已表明其采用了锂合金阳极和基于氧化物的固态电解质，这使其“极为安全”。 新版CeraCharge电池的储能能力预示着，更长续航或更紧凑设计即将成为现实。此外，这款电池有望成为能量密度高的一次性纽扣电池的可充电替代品。 TDK初步规划将该电池应用于无线耳机、助听器及智能手表等小型电子产品，同时表达了向智能手机等更广阔市场进军的愿望。 “随着电池面积的增加，制造均匀且高密度的结构变得越来越困难，这会导致出现裂纹和变形等结构缺陷。”TDK能源开发部科长佐藤宏司表示，“TDK计划先从小型电池入手，积累生产和实践经验，再逐步探索大型电池的商业化潜力。”逐步迈向产业化 当前，尽管锂离子电池在成本效益与性能上取得了显著进步，但其充电时长限制、续航里程焦虑及安全隐忧仍成为阻碍电动汽车全面替代内燃机汽车的关键障碍。在此背景下，固态电池作为电动汽车技术革新的利器，正从研发阶段逐步迈向产业化。 2023年，丰田携手日本能源公司出光兴产，宣布将于2027年至2028年启动固态电池生产。 同样看好固态电池的还有梅赛德斯-奔驰公司。该公司认为，固态汽车电池可提供的续航里程几乎是锂离子电池的两倍，他们计划在2030年前将这种电池投入量产。 最近，大众汽车旗下电池公司PowerCo与美国全固态电池开发商QuantumScape达成战略合作，引入固态锂金属电池技术，旨在每年生产满足多达100万辆电动汽车所需的电池。 QuantumScape的独特技术结合了固体与液体电解质，有效规避了枝晶问题，并有望将电动汽车的续航里程从现有的500多公里提升至800公里，这将进一步推动固态电池技术的商业化进程。为电网储能助力 当前，锂离子电池是电池储能系统的核心，但固态电池以其卓越的安全性、更长的循环寿命及更高的能量密度，被视为潜在的更优解。不过，固态电池的大规模应用尚需克服大尺寸电池制造成本高与工艺复杂等难题。 美国蜻蜓能源公司是尝试解决这一问题的公司之一。2023年，该公司获得了一项制造技术专利，有望为电网储能领域固态电池的制造扫除技术障碍。与此同时，美国电池制造商ION存储系统公司已于今年4月启动新工厂，专注于生产采用陶瓷电解质和锂金属阳极的固态电池，满足电网存储、电动汽车等多个领域需求。其目标是到2028年将产能扩大到0.5吉瓦时。材料形态多样化 尽管配备固态电池的电动汽车可能还需要几年时间才能实现大规模商业化，甚至可能需要更长时间才能助力构建清洁电力网络，但这项技术从科研象牙塔稳步迈向工业化令人鼓舞。 今年1月，美国哈佛大学研究人员推出了一种阳极中含有硅的固态电池，该电池可在10分钟内完成充电。7月底，丹麦研究人员报告称，他们开发了一种由岩石中发现的矿物质制成的无锂固态电池，其固态电解质材料廉价、高效、环保，性能比固态锂基电解质更好。 只要创新浪潮持续涌动，未来的世界将见证固态电池技术以多样化的材料形态，赋予电动汽车更持久的“生命力”、驰骋更远的征途，更将助力电网实现前所未有的清洁与稳定，引领人类迈向一个更加绿色、高效的能源新时代。
来源：科技日报
LTSC技术 低温电池的秘密
电池在低温环境的应用困境，已成为深度困扰寒冷地区电池使用的难题。在0℃以下，常规电池续航能力、充电能力以及安全性能都会大幅降低。为解决低温难题，鹏辉能源从2019年开始不断攻克行业技术难题，推出LTSC低温超导通平台技术，目前已应用于近一亿颗电池，在多样复杂温度环境中得到了充分性能验证，深受市场和客户认可、好评。 什么是LTSC？ LTSC（Low-Temperature Superconducting）低温超导通技术，是鹏辉能源低温电池的核心技术平台，它通过对材料、界面、导电网络等创新突破，实现速率优化，不断提升离子和电子的穿梭速度，让电池的低温性能更优异，实现电池在严寒酷暑等复杂环境下的无感差异应用。 底层逻辑创新，优化速率 鹏辉能源从材料底层逻辑实现电池优异低温性能。正极方面，通过共熔渗透技术，实现锂离子迁移路径更短、速率更快。负极方面，通过焦源短程无序设计，构筑立体离子通道，提升离子传输效率。并通过电解液弱束缚技术，显著提升低温环境下锂离子去溶剂化能力，进而提升离子迁移速率。 快离子导通界面 LTSC通过建立快离子导通界面，实现更小的电化学阻抗，优化离子传输速度，进而带来更优异低温性能。在充电性能方面，LTSC平台技术可实现-40℃低温充电且不析锂，充电效率达95%以上。 3D立体导电网络 在电子穿梭速率上，建立3D立体导电网络，打通电子穿梭通道，让电子畅通无阻。得益于此项技术创新，相比行业水平，鹏辉能源将内阻有效降低10%以上，从而实现优异的电池低温性能。 目前，LTSC低温超导通技术已成功应用于大圆柱电池HOME系列、一次锂电低温电池、低温户储电池等多形态、多领域产品。使用其技术的电池产品，曾随国家登山队登上喜马拉雅山，挑战-40℃极寒场景使用，放电稳定。 2022年，得益于LTSC技术应用，在低温户储电池实现-10℃充电，是市场最早批量出货的厂家。2024年，再次攻克材料、产线适配等难题，低温户储电池进一步突破低温充电瓶颈，实现-30℃低温充电。 鹏辉能源，作为一家23年锂电技术沉淀的高新技术企业，始终关注终端用户使用痛点、电池应用难点，围绕电池核心技术不断创新、突破，不断拓宽电池的应用环境和场景，致力于让更多人用得起安全、稳定的清洁能源。
来源：鹏辉储能
固态电池激战正酣
业内人士认为，随着越来越多商家竞逐固态电池赛道，将推动固态电池技术精进与工艺优化，从而加速其商业化应用进程。 与锂电行业步入冷却期不同，今年以来固态电池热度持续攀升。行业咨询机构高工锂电发布的数据显示，1—7月，固态电池新增产能已超142GWh，共涉及投资总金额超644亿元。 得益于优异性能，固态电池已成为各大电池企业、资本市场关注的焦点。业内人士认为，随着越来越多商家竞逐固态电池赛道，将推动固态电池技术精进与工艺优化，从而加速其商业化应用进程。纷纷押注 7月18日，四川首个固态电池创新产业园项目在宜宾市启动，总投资额高达95亿元。目前正在推进的项目一期主要建设4GWh高安全电池生产线、30MWh全固态电池小试线。 事实上，目前包括宁德时代、欣旺达、国轩高科、清陶能源、中创新航、蜂巢能源、亿纬锂能、比克电池在内的多家国内电池厂商都已公布各自固态电池产品相关规划。 宁德时代近日表示，公司在全固态电池上持续加大投入，2027年有望实现小批量生产。6月13日，欣旺达表示，固态电池公司从2015年就已经开始研发布局，规划了第一代400Wh/kg和第二代500Wh/kg全固态电池。其中，第一代全固态电池最新安时级样品可实现大于1000周稳定循环；第二代实验室样品已达到500Wh/kg能量密度目标。5月，国轩高科发布采用全固态电池技术的金石电池，电芯能量密度达350Wh/kg，比传统的液态三元锂电池提升40%以上。 固态电池领域也不乏跨界者。富士康近日发布消息，将在郑州航空港经济综合实验区重点布局固态电池产业，打造固态电解质、半固态及全固态电芯研发和生产制造项目。 此外，LG新能源、三星SDI等日韩电池厂商布局固态电池领域更早且持续发力。今年3月，三星SDI首次公开其高性能固态电池量产规划，计划在2027年实现量产，将采用专有固态电解质和无正极技术，能量密度达900Wh/L。LG新能源则计划2028年推出聚合物固态电池和硫化物固态电池，2030年推出性能更高的硫化物固态电池。多难题待解 整体看来，相较于液态电池，固态电池具备安全性高、能量密度大等诸多优势，符合下一代电池技术发展需求，因此成为各国竞相研发的重点。 不过，虽然固态电池热度越来越高，但电池企业、车企对于固态电池的量产时间表普遍集中在2027年前后。在业内人士看来，固态电池短期内无法实现大规模量产的原因，是受到材料界面、工艺等多方面技术限制。 电解质为固态电池的核心，目前3条主流固态电池电解质体系为氧化物、硫化物和聚合物，三者在电导率、稳定性等方面各具优劣。据了解，三星SDI、宁德时代等偏爱硫化物电解质体系，卫蓝新能源等部分国内企业则选择聚合物+氧化物复合路线。 整体看来，相较于当前主流的液态电池，固态电池由于采用固态电解质，导致离子电导率低，使电池充放电速度较慢和容量衰减较快，且相较于固—液接触，固—固界面接触性和稳定性更差。 “电解质和活性物质之间的界面稳定性有待提升。此外，例如硫化物电解质对气体敏感度较高，同时成本也较高。聚合物体系易于加工、机械性能好，但导电率又相对较差。”一位从业者对《中国能源报》记者说。 按液态电解质占电芯的比重不同，固态电池可分为半固态、准固态和全固态3大类。其中，半固态、准固态电池内部含有少量电解液，被视为是液态电池到全固态电池的过渡路线，目前我国多数企业均将半固态电池作为研发固态电池的第一步。“半固态电池含有少量电解液，基本上介于现有液态电池和全固态电池之间，其优势在于解决了全固态电池界面阻抗较大的问题，且价格相对较低，也更容易量产应用。”业内人士指出。加强产学研协同合作 目前来看，固态电池市场前景广阔，已成为各国必争之地。值得注意的是，当前日本和欧美在全固态电池方面正加大研发力度，意图改变在液态锂电池方面落后于中国的现状。 “目前固态电池尚未大规模商业化，同时当前主流液态锂电池也在发展。中外固态电池尚无确定主流技术路线，我国企业发展固态电池首先要突破技术瓶颈。”上述从业者建议，我国企业要进一步加强产学研协同合作，加强新材料、新技术研发创新，首先突破技术瓶颈，以实现技术水平、产业链布局、应用场景、成本降低等多方面取得进一步突破。同时，更要加强基础学科研究与专利布局。 同时，较高的成本也是制约固态电池大规模产业化的一大瓶颈。中信证券的研报指出，当前氧化物半固态电池、硫化物半固态电池总成本分别约为0.76元/Wh、0.86元/Wh，显著高于液态锂离子电池，未来需要通过研发投入和规模效应来实现持续降本。 值得一提的是，针对固态电池较高的成本，近日中国科学技术大学开发了一种用于全固态电池的新型硫化物固态电解质，其原材料成本仅14.42美元每公斤，不到其他硫化物固态电解质原材料成本的8%。 中信建投的研报指出，固态电池若能发挥并强化安全性的优势，力争占据能量密度优势，将倍率、循环寿命和工艺性进一步优化，则可巩固其优势场景下的核心潜在客户；如果性能和成本有所突破，那么其市场空间会扩大，并成为锂电池的关键技术路线，至2025年，全球各类固态电池市场或达千亿元规模。
来源：中国能源报
