韓國三星SDI公布了2020年前后，要開發(fā)出充電一次可行駛600km的電動汽車(EV)用鋰離子電池的方針。其預(yù)定從2016年開始供貨的電池具有可供EV行駛300km的性能。計劃2020年前后要實現(xiàn)的電池，其能量密度將提高至近2倍。
該公司汽車及ESS業(yè)務(wù)營銷與產(chǎn)品規(guī)劃部副總裁兼組長Zin Park，在“第7屆國際二次電池展”(東京有明國際會展中心，2016年3月2～4日)上發(fā)表演講，公開了EV用電池的開發(fā)藍(lán)圖(圖)。
三星SDI的EV用鋰離子電池正極采用3元系材料(鎳(Ni)-錳(Mn)-鈷(Co)酸鋰：NMC系)，負(fù)極采用石墨。通過對該材料加以改良，2018年之前可將EV的行駛距離延長至500km。具體來說就是，控制正負(fù)極材料的粒度，提高石墨的結(jié)晶性。
并且，該公司還計劃變更電極材料來增加電池的容量，從而在2020年前后將“行駛距離延長至600km”(Park)。將通過增加正極3元系材料中的Ni含量，來增加電池容量。最終想采用有望實現(xiàn)高輸出功率的Ni-Co-鋁(Al)酸鋰(NCA)系電極材料。負(fù)極打算采用硅系(Si)材料取代石墨來增加容量。電池單元的形狀均設(shè)想依照德國汽車工業(yè)協(xié)會(VDA)制定的標(biāo)準(zhǔn)。
大容量、高輸出功率的全固體電池將于2025年商用化
Park稱，采用液體電解質(zhì)的現(xiàn)有鋰離子電池將在2023年至2025年前后達(dá)到性能極限。因此，該公司正在推進(jìn)有望實現(xiàn)大容量和高輸出功率的“全固體電池”、“鋰金屬電池”和“鋰空氣電池”的開發(fā)。
全固體電池是構(gòu)成材料全部為固體的電池。三星SDI的目標(biāo)是2025年前后實現(xiàn)全固體電池的商用化。目前正在開發(fā)中的全固體電池的能量密度，2015年達(dá)到了300Wh/kg，超過了以往采用液體電解質(zhì)的鋰離子電池的能量密度。一般來說，以往的鋰離子電池的能量密度理論極限為250Wh/kg。今后，通過采用離子導(dǎo)電度較高的固體電解質(zhì)等的不斷改良，實現(xiàn)2017年400Wh/kg的能量密度目標(biāo)。
該公司研究了全固體電池采用的電解質(zhì)，作為其中一例，列舉了離子導(dǎo)電性出色的硫化物系固體電解質(zhì)。“目前正在對多種硫化物系材料進(jìn)行評測”(Park)。
鋰金屬電池和鋰空氣電池作為新一代電池技術(shù)受到期待。據(jù)稱這是著眼于10年后的研究。據(jù)該公司估算，充電一次可實現(xiàn)700km以上的EV行駛。預(yù)計能量密度可達(dá)900Wh/kg。
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