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东芝研究开发TiNb2O7高密度复合电极 提升电池体积

2019-11-03 05:51

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不过,由于当时新能源汽车市场尚未起步发展,市场需求不大,导致东芝的快充技术并未获得大规模发展应用。然而,持续发展的新能源汽车市场以及动力电池技术仍待突破却给东芝提供了新的发展机会。

该研究团队还利用HD-TNO阳极及LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2阴极制作了大尺寸的锂离子电池,其电池容量为49 Ah,适用于汽车应用。该电芯的能量密度高达350 Wh L-1,当荷电状态为50%时,其输入功率密度高达10 kW L−1,持续时间为10秒。此外,在快充模式下,将电量从0%充至90%的耗时不足6分钟。相较之下,同级别LTO/NCM电池电芯的能量密度为177 Wh L-1。

日本老牌锂电池制造商东芝正在加快其动力电池业务布局。

研发人员还采用带碳涂层的微型TNO球形次生颗粒物生产高密度电极,该颗粒物的高振实密度,从而降低了碳素导体及碳结合料添加剂的用量。

当前,印度正在加快其两轮车、三轮车以及汽车的电气化战略布局,但由于印度还没有能够自主生产锂离子电池的企业,因此吸引了大批中日韩和欧美锂电池企业前往印度投资布局。

高放电率测试表明,在10倍率下,其容量保持率高达93%。在1倍率下,在完成7000次充放电后,其容量保持率高达86%。据估计,在完成1.4万次充放电后,其容量保持率为80%。

在此基础上,东芝宣布开发出一种可快速充电且长寿耐用的新型锂离子电池。该电池用于小型电动汽车(EV)时,充电6分钟可行驶320公里,约为过去的3倍。在循环上,该电池即使反复充放电5000次,仍可维持9成以上的电池容量。另外,在零下10℃的低温环境中也能实现快充。

据外媒报道,日本东芝旗下位于川崎的企业研发中心已研发了一款高密度的TiNb2O7复合电极,该电极由微型TNO球形次生颗粒物组成,该颗粒物表面有一层碳涂层。据称,该阳极的性能十分出色、使用寿命长、电池容量大,是LTO复合物阳极性能表现的两倍多。

与松下、三星SDI、LG化学等日韩顶级锂电池企业相比,东芝的动力电池无论是在市场份额还是产能规模等方面都无法相比,但其核心的快充技术却被业内持续关注。而此次东芝与KEL的合作内容正是电动汽车用的快充锂电池。

2018年6月,东芝宣布计划投资近50亿日元将其锂离子电池产能较目前增加50%,其位于柏崎工厂的锂电池产能将由月产100万个电芯提升至月150万个。10月,东芝宣布将在横浜建立一座新的工厂,该设施还将被用作技术研发中心,并致力于推动东芝日本及海外工厂的超充能离子电池产量。

目前,由于新能源汽车市场快速增长以及动力电池快充技术尚未得到突破,东芝正在通过资本投资和联盟扩大产能,进一步巩固和提升其快充SCiB锂电池的竞争力。

2018年,东芝研发中心研发了一款高密度的TiNb2O7(HD-TNO)复合电极,该电极由微型TNO球形次生颗粒物组成,该颗粒物表面有一层碳涂层。据称,该负极材料是LTO复合物负极性能表现的两倍多。

“我们热衷于与东芝合作,为各种类型的电动汽车、船只等组装不同容量的锂离子电池。我们已经向团队展示了我们的设施,并且还向该团队展示了适合建立电池组装单元的空置土地。“KEL的医学博士Shaji Varghese说道。

据了解,新电池使用了稀有金属“铌”的氧化物来作为电池的负极材料之一,东芝力争在2020年前半期实现量产。

很显然,当前锂电池企业都在研发高能量密度和快充电池,主要的路径是采用高镍三元搭配硅碳负极,目前已经有企业实现量产装车。而东芝则是采用新的钛铌氧化物负极材料,与其它电池企业产生技术区别,从而保证其在快充锂电池领域的竞争优势。

此外,去年底东芝宣布将SCiB可充电电池业务分拆出来成为公司内部的独立业务部门,这表明东芝对动力电池业务给予厚望,为其提供更多的资源,希望凭借快充技术在动力电池市场上扳回一局。

外媒报道称,印度Kerala Electrical&Allied Engineering Co. Limited正在与东芝讨论制造用于电动汽车的快速充电锂离子电池,双方都希望携手在KEL建立电池组装工厂。

同时,东芝宣布与双日、巴西矿山公司缔结共同研发契约,将共同研发使用铌钛氧化物NTO)的锂离子电池用负极材料,目标研发出容量可较现行提高5成的锂离子电池。

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众所周知,快充是东芝的看家本领。该公司于2008年就推出了超级充电离子电池(SCiB),采用钛酸锂为负极,可实现快速充放电,寿命高达15000次,且在零下30℃的环境中也能使用。

三菱汽车的 i-MiEV 及铃木的 EV 皆采用了东芝的锂离子电池,且东芝在2017年还和铃木、DENSO 在印度设立电池合资公司,计划投资 200 亿日元在印度设厂。

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关键词: 东芝 电极 阳极 密度 颗粒物