リチウムが豊富なマンガンベースの材料と全固体電池が新しい方向性になるのはなぜですか？

電池会社にとってコバルト価格の高騰は耐え難いものになり、電池の「脱コバルト」がトレンドになりつつあります。

最近、パナソニックはコバルトフリーのパワーバッテリーを開発していると発表しました。ムスクはまた、テスラのコバルト使用量が現在の3％から0％に削減されると述べました。現在、Model3は電池原料に大きな飛躍を遂げ、コバルトの使用割合を大幅に削減しています。バッテリーの正のコバルト含有量はわずか2.8％で、現在は8％です。

コバルト価格が依然として高いことを考慮して、材料企業の主な対策は、高ニッケルカソード材料を導入し、リチウムに富むマンガンベースの材料を開発することです。これらの材料で使用されるコバルトの量は減少し続け、最終的にはコバルトが少なくなるか、コバルトがなくなります。

清華大学深セン大学院の趙志鎮准教授はかつて、高ニッケル三元が唯一の選択肢ではなく、リチウムに富むマンガン塩基も懸念すべきであると述べた。

コストの観点から、リチウムに富むマンガンベースのカソード材料は、三元の約3分の1のコバルトとニッケルの含有量を達成でき、コバルトを含まなくても、コストは三元よりも20％〜40％低くなります。材料の未来技術の進歩により、リチウムに富むマンガンの価格はさらに引き下げられます。

コバルトとニッケルへの依存を減らすことに加えて、リチウムに富むマンガン電池には、エネルギー密度が高いという利点もあります。理論上の放電比容量は400mAh / g以上に達し、電池比エネルギーは400Wh / kg以上に達する可能性があります。

自動車用パワーバッテリー産業の発展を促進するための行動計画は、2020年までに新しいリチウムイオンパワーバッテリーセルの比エネルギーが300 wh / Kgを超え、2025年までに新しいシステムパワーバッテリーセルの比エネルギーが到達することを提案しています。 500wh / Kg。この目標を達成するために、既存のカソード材料を克服し、置き換えるために、新しくより効率的でエネルギーを節約するカソード材料を開発することは避けられない。

現在、国内のコンセンサスは、近い将来、高ニッケル三元正極とシリコン-炭素負極によって300wh / kgが実現されるというものです。中期（2025）は、リチウムに富むマンガンベース/大容量のSi-C負極に基づいており、モノマー400 wh / kgを実現します。 500wh / kgのモノマー比エネルギーを達成するためにリチウム硫黄およびリチウム空気電池を開発することです。

リチウムに富むマンガンベースの材料は、高いエネルギー密度と長い航続距離を実現する新世代のリチウム電池カソード材料に理想的であると考えられています。現在、主流のカソード材料会社とパワーバッテリー会社は、Dangsheng Technology、Jiangte Motor、AVIC Lithium Battery、Thornton New Energy、Penghui Energyなどの多くの会社を含む、リチウムに富むマンガンベースの材料の研究開発を行っています。リチウムマンガンベースのカソード材料技術の予備。

Dangsheng Technologyは、リチウムに富むマンガンベースのカソード材料には、高い比容量と低コストという利点があるが、サイクルプロセス容量と電圧減衰を解決する上で技術的なブレークスルーを模索する必要があると述べました。

技術革新の観点から、中国科学院の物理学研究所は、リチウムに富むマンガンベースの正極サイクルの電圧減衰を改善し、100週間後に電圧減衰を2％未満に低減するという目標を達成しました。大きな進歩を遂げました。北京大学のチームは、最初に、400 mAh / gの比容量で400Wh / kgの目標を達成できるリチウムに富むマンガンベースの正極を開発しました。

8年間の研究開発の後、リチウムが豊富なマンガンベースのバッテリーは現在、工業化の準備ができています。リチウムを豊富に含むマンガンベースの電池を製造しているのは、業界で唯一の会社です。 5月28日、Yanyou PowerfulLithium-Manganeseベースのバッテリーは全国的な強力な検査に合格しました。現在、200〜220Wh / kgのバッテリーの生産を安定させています。 2018年の生産エネルギー密度は260Wh / kgに達すると予想されています。その製品は主に高級乗用車の分野で使用されています。 Yiyou Power Lithium-rich Manganese Power Batteryの計画生産能力は、約2億5000万から3億ワット時です。

YanyouPowerのゼネラルマネージャーであるChenGuangsen氏は、リチウムが豊富なマンガンパワーバッテリーは、マンガン酸リチウム、三元電池、リン酸鉄リチウムの利点を兼ね備えていると述べました。リチウムを多く含むマンガン電池は、今後2〜3年で主流の製品の1つになると予想されています。

しかし、リチウムに富むマンガンベースはある程度進歩しましたが、工業化からはまだ長い道のりがあります。中国科学アカデミーの学者であり、China Electric Vehicles100のエグゼクティブバイスプレジデントであるOuyangMinggao氏は、リチウムに富むマンガンベースは基礎研究をさらに深める必要があると述べました。現在の工業化時期は約2025年です。

現在、リチウムに富むマンガンベースの正極の完全な適用には、最初の不可逆的な容量損失を減らし、レート性能とサイクル寿命を改善し、サイクルプロセスの電圧減衰を抑制するという技術的問題がある。さらに、現在のリチウムに富むマンガンベースのバッテリーは、まだ寿命が短く、車両に対応するのが難しい。

リチウムを豊富に含むマンガンベースの材料と全固体電池は、次世代電池の主流技術の主力であると考えられています。高いエネルギー密度の傾向とコバルト価格の上昇という状況の中で、企業は次世代の技術により多くのリソースを追加しており、技術的なルートは生死にかかわる問題です。では、将来のリチウム電池開発の主流は誰ですか？

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