中国粉体网讯 锂离子电池由于具有较高的能量密度、功率密度和长循环使用寿命受到越来越广泛的关注。新型储能系统对锂离子电池的使用寿命有较高的要求,长寿命的锂离子电池是近年来电池领域的研究热点。
家庭储能系统
对锂离子电池使用寿命的要求在3000次(以100%SOC充放电)以上(通常以每天充放电一次挣取峰谷差价,10年需要3650次充放电,以90%SOC充放电)。
商用储能系统
对锂离子电池使用寿命的要求在 6000次以上(通常以每天充放电二次挣取峰谷差价,早上0:00—8:00充电一次,8:00—12:00放电一次,中午12:00—13:00充电一次,下午放电一次,10年需要7300次充放电,以90% SOC充放电)。
大型储能系统
对锂离子电池使用寿命的要求在1万次以上(质保期15年,通常以每天充放电二次挣取峰谷差价,早上0:00—8:00充电一次,8:00—12:00放电一次,中午12:00—13:00充电一次,下午放电一次,15年需要10900次充放电,以90% SOC 充放电)。
石墨材料作为锂离子电池的负极材料,其放电平台低且平稳,具有良好的锂离子嵌入-脱出性能,循环稳定性好且循环寿命长。然而,石墨的理论嵌锂容量仅为372mAh/g,难以满足当今社会对兼具高能量密度及高功率密度锂离子电池的需求。
在倍率特性、比容量、循环稳定性和安全性等方面制定改善石墨性能的策略,可以使储能电池实现长循环的性能。
对于比表面积小的石墨材料,高倍率下可能导致表面析锂;但在对倍率性能要求不高的领域中,较小的比表面积将提高电池寿命;在低温下,石墨电池的寿命显著提升,如果选择合适的石墨材料,可以在20–30 ℃下实现数十年的寿命。
针对各类负极材料的产业化技术与国内外市场状况,中国粉体网将于10月25-26日在东莞举办第二届先进负极材料技术与产业高峰论坛。届时,广州鹏辉能源科技股份公司研究院副院长张贵萍将作题为《新型储能石墨负极材料》的报告。报告将介绍长循环新型储能电池用的负极石墨材料,主要以各向同性普通焦为原料,通过低温石墨化以及比表面积、粒径、造粒和容量的控制,实现长循环性能。
专家简介:
张贵萍,广州鹏辉能源科技股份公司研究院,博士学位,教授级高工,参与完成多项重大科技项目,参与完成多项国家标准制定,研制的高能量密度锂离子电池(330Wh/kg)和低成本钠离子电池实现批量生产。申请了国内外专利80多项,发表论文二十多篇。
参考来源:
1. 张贵萍等. 长寿命循环的磷酸铁锂电池及材料、工艺
2. 玉日泉. 过渡金属低温催化石墨化在锂离子电池中的研究进展
3. Graphite as anode materials: Fundamental Mechanism and applications.
4. Impact of Graphite Materials on the Lifetime of NMC811/Graphite Pouch Cells: Part II. Long-Term Cycling, Stack Pressure Growth, Isothermal Microcalorimetry, and Lifetime Projection.
(中国粉体网编辑整理/苏简)
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