新闻

陈奕勋——中钢碳素在中间相石墨负极之最新进展

发布时间: 2016-05-24 17:02:59    来源: 电池中国网
字体:

[摘要]陈奕勋博士,台湾中钢碳素化学,新材料开发处

  陈奕勋:大家下午好!我叫陈奕勋,我来自中钢集团。多数的听众都是中国人,所以我还是用中文来演讲,但是我的这个PPT是用英文写的,希望你们能够看得清楚。

  今天跟大家介绍一下我们中钢碳素在石墨负极一个最新的进展。
  今天报告的内容包含了简单的公司介绍,探讨一下锂电池负极的特性,第三部分会介绍一下最新的高容量的负极材料,最后做一下总结。
  首先,讲到了中钢碳素,CSC是我们中钢的一分子,在1989年成立,公司里面有一个Corp,其实我们也是做化工的。在2016年在常州设立了子公司,希望给国内客户带来一个更好的服务。左边的图探讨是产能的部分。
  由于市场环境的需求,我们董事会通过,要把产能提升50%,希望到2018年的第一季有7500吨这么多的产能。
  我们在硬体设施方面,我们有一个自行设计的全自动化线,我们的原料来自于母公司中钢。
  另外介绍一下我们常州中碳的部分,它是我们在这边的子公司,它的一个战略地位主要是说,我们以前从台湾做完之后送来国内做石墨化。有一部分的钱在所谓的运输费用上跟税金上。有了常州中碳之后,它可以从这边直接发货,所以就可以让客户也变得更有弹性。我们也是直接以人民币报价的,所以也避免了汇率的损失。
  接下来是电池负极材料的特性,其实对一个锂离子电池来说,我们追求的项目包含了安全性,能量密度、功率或者是倍率,电池寿命跟价格的部分。我们今天要把所有的东西聚集在一起的时候,变成一个锂离子电池的时候就会有很多的问题,不管是正极、负极,甚至是其他的材料。
  接下来这张表比较了几个不同的负极材料,我们集中在石墨这个比较上。大家一路看下去,高端的人造石墨还有天然石墨还有中间项的石墨,其实是各有各的特色,也有各自适用的地方,我们可以看到说,中间项的特色其实强调的是在寿命、倍率跟安全性上面,可以看得出来比上面其他几项石墨要好很多。不过它的能量密度和价格是它的主要问题。作为供应商的研发人员,我们主要的两大任务就是提高能量密度。
  要怎么样把能量密度进行提升呢?我们从原料已经开始进行了一些了解,然后去管控,接下来是在生产过程当中也进行了越来越好的一个管制。
  在后续石墨化的部分,大家也都听说了,越高的送电量,在石墨化的里面也可以进行优化。
  另外配合客户的需求,跟国内大家比较喜欢用的一个尺寸,大概在18微米左右,我们也开发出了MG12的部分。
  我们看一下MG11和MG12和MG13的情况。大力镜的部分强调的是高容量跟高压石的力度。
  这张图里面,是相同的颜色代表的是相同的力镜,从传统的MGP经过点容量的提升,压石密度是可以增加的,相同的道理,用在小力镜上面,压石密度也可以有效的进行提升。
  新式的高容量负极已经比传统的具有更高的压石的密度了,如果跟其他的石墨来比较的话,我们可以看到MG13和MG12,他们也可以做到1.7甚至是更高的水准。跟传统的比较低价的人造石墨比起来已经高了很多。
  我们可以看到,新一代高容量的三个材料的值还是相当低的,并没有说因为容量提升就会变化很多。这些天然石墨或者是人造石墨的趋向性还是比较差一点的,趋向性越低的话就代表了颗粒的晶面是呈现异性的。
  接下来我们比较了膨胀的特性,左边的图是三个高容量系列,跟天然石墨的比较,分别测试了第一圈、第十圈、第一百圈的膨胀率。这边我们可以看到我们的产品,尤其是MG11跟MG12部分不起来这个膨胀就小了很多,我们认为这个球体的颗粒特性在充电和放电之后的变化率也是相对比较小的。它们的结构没有很大的变化,所以它就比较有能力去做一个长循环的寿命。
  接下来我介绍一下最新的MG11跟MG12系列。首先是MG11的部分,它是小力径的产品。MG11除了点容量的提高还有压石能量的提高之外,它是很适合用在动力电池上的。
  这个讨论的是在循环寿命的部分,MG11被用在软包电池上,经过700多次的循环它还是在98%的水准。
  另外一个应用是在磷酸锂铁的电池上面。
  至于比较倍率的部分,像这边这张图看到的是三元系的电池,人造石墨的放电是相当吃力的。这个是高能量型的例题电池,电脑在15C放电还是有相当不错的水准的。
  另外一个是我们当初也没有看到的一个特色,客户把它拿去当作启动电池。这张图的重点大家可以看一下放电之后结束的电价点。我们跟国内知名的人造石墨相比高了0.4伏。这是一个很显著的差异。
  对MG11系列做一个下结,目前已经在市面上获得了蛮好的成绩。
  这个是MG12的部分,更强调的是能量密度上的应用。
  从这个表先比较了MG11跟MG12它们的力径。点容量的部分提升到了355这样一个水准。跟市面上其他的相同力度的材料来比,点容量可以有效的提升,透过高容量跟高的压石密度我们认为它是非常适合在电动车甚至是IT应用上。
  我们从这张图上可以看到,最好的点容量可以到160,但是放电特性却没有传统的这么理想,我们目前就是把体积缩小,把MG13变成MG12,让它的放电特性可以有一个有效的提升。
  在循环寿命方面,我们是新开发的,所以目前也不算多,但是我们相信MG12还是可以跟传统的MCMB,或者是有相同技术的MG11拥有相同的一个循环寿命。
  MG12跟目前高端的人造石墨有一样的水准。因为高压石有不错的倍率,所以我们是推荐在能量型甚至是纯电动车上进行应用。
  接下来看一下产品的Roadmap,我们希望后续可以把电容量做的更好一些,我们也在开发硅碳的材料,也希望可以提供硅碳的材料出来。
  总结一下,目前我们新一代的比传统的MCMB多了25到35的客电容量的部分。高容量部分我们推荐的是MG12或者是MG13,高倍率推荐的是MG11,我们也在持续扩充我们的产能,我们还是会专注在中间项的一个本分,希望在中间项这边一直突破,让电池界可以越来越好。以上是我的报告,感谢各位,
 
  提问:你好,陈博士,我想问一下中间项碳微球,通常来说,表面会有一个无定型层,它产生的原因是什么?
  陈奕勋:国内的王朝阳教授也做了很多的研究,主要还是跟里面的α、β的数值是相关的,它们就有一点像是硬碳。

更多推荐

专家专栏

企业专题

热门文章

展会沙龙

󰀗返回顶端