快充行业报告：负极、导电剂（32页）

行业报告下载 2023年09月16日 08:18 管理员

续航里程+充电焦虑为影响消费者购买新能源车的主要因素，快充技术可减少充电时间，解决补能焦虑。快充指的是能在短时间内使蓄电池达到或接近完全充电状态的一种充电方法。充电时间由电压和电流共同决定，对于充电桩而言：充电时间（h）=电池能量（kWh）/充电功率（kW）。因此，增大充电功率可以缩短充电时长，而充电功率由电压和电流共同决定：功率（kW）=电压（V）*电流（A），目前行业内缩短充电时间，有两种技术路线：大电流快充、高电压快充。对于单体电芯，快充条件下要承受电流增大导致的发热问题。在快充时，电池内外温差超过 10 摄氏度，热分布的不均匀与过高的温度将引发一系列问题：粘结剂解体、电解液分解、SEI 钝化膜的损耗以及锂枝晶等。直接导致的危害有： 1.电池循环寿命降低、2.热失控引发的安全问题。高充电倍率下，锂离子在负极嵌锂的过程变得不均匀，会因为无法及时嵌入负极石墨层而在负极表面沉积，逐渐形成锂枝晶。充电倍率越高，沉积的锂枝晶越多。锂枝晶的积累可能会刺破隔膜，造成电池内部短路而导致热失控。

锂枝晶在生长过程中会不断消耗活性锂离子，过程不可逆转，导致电池容量降低，降低电池使用寿命。快充条件下，锂离子在正负极间快速的脱嵌会造成电池内部极高的锂离子浓度梯度，导致活性颗粒间的应力错配。应力积累到一定值，会导致活性颗粒、导电剂、粘结剂以及集流体之间的缝隙增大，并造成活性颗粒的微裂纹增加，将显著增加电池内阻，降低电池的循环寿命。造粒的工艺步骤是在一定的温度和压强下，将物料植入球磨机中进行球磨，并筛分。一次造粒的目的是减小负极颗粒的体积，二次造粒的目的是将小颗粒粘结成大颗粒。对于倍率性而言，负极颗粒越小，颗粒的比表面积就越大，锂离子迁移的通道就会增加，路径变短，更有利于锂离子的运动;而对于容量而言，负极颗粒越大，压实密度越高，活性颗粒的空间利用率增大，更有利于储锂。通过造粒制备的二次颗粒可兼顾大小颗粒的优点。

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