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NEC开发高电压、寿命长的次世代锰系锂离子充电电池

454398 来源:互联网 作者:秩名 2012-10-25 09:10 次阅读

NEC日前开发了一款全新锰系锂离子充电电池,其电池包含了可产生高电压的正极材料、以及在产生高电压的同时提升其稳定性的电解液。藉由此充电电池的研发,未来将能延长电动车的续航距离、并减轻电池重量,突破现行电动车难以克服的两大瓶颈。

NEC目前使用蕴藏量丰富、低价的锰元素作为正极材料,开发、生产锂离子充电电池,并使用于电动车及家用大容量蓄电设备中。然而,如何提升其能源密度仍是目前亟待克服的议题。为此,NEC致力于开发可产生高电压电力的电池、以及可控制正极表面于高电压生成时所产生氧化分解情形的电解液。

本次所开发的正极材料及电解液,不仅能够维持电池的安定性,更可提升30%的能源密度,达到电池大容量、轻量化的双重目的。透过这项研发,未来将能满足延长电动车续航距离、减轻蓄电系统重量、以及因电池模组数量的减少而使电池管理更加容易等多重益处。除此之外,本次开发的充电电池,更与现有4V锂离子充电电池拥有相同的电池寿命。

本次开发的充电电池特点如下:

1. 开发高电压、高安全性的正极材料 满足电池的大容量、轻量化

NEC针对现行使用、充电时提供高度安全性的尖晶石构造锰系正极材料,将其部份材料置换成镍金属材质,以促进高电压的生成。透过该正极材料与黑铅材质的负极材料,可使平均工作电压由现有的3.8V大幅提升至4.5V,能量密度亦由现有的150Wh/kg提升至200Wh/kg。换句话说,相同重量的电池,可扩充30%的蓄电容量;而同样的蓄电容量中,能够减轻30%的电池重量。

2. 开发新型电解液 实现高工作电压、寿命长的电池

将电解液的溶剂自碳酸盐改为耐氧化性高的氟素溶剂,以降低现行二次电池中正极材料与电解液介面的氧化分解情形。于室温下(20℃)进行500次循环充放电测试后,蓄电容量为塬始容量之80%;而于高温下(40℃)则是塬始容量的60%,并且与现行4V电池拥有相同等级的电池寿命。除此之外,透过降低电池模组内部气体的产生,高温下循环测试后的电池膨胀率,亦由现有的2倍以上大幅缩减10%,有效提升其实用性。

NEC将针对锰系锂离子充电电池的容量、寿命、稳定性等进行持续性的研发改善,并将其成果贡献至电动车及大型固定式蓄电装置产品中,协助人类迈向更便利的科技智慧生活。

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