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【job竞博官网首页】新型固态电池技术可实现新能源汽车的“未来芯”
2020-10-09 [37570]

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量产电芯能量密度300Wh/kg可实现新能源汽车的“未来芯”近日,有媒体报道,电动汽车制造商菲斯克(Fisker)刚申请人了一项固态电池专利,这项专利使得电动汽车的续航能力提升到令人震惊的804公里,电池时间也延长到一分钟。在国内,动力电池作为发展电动汽车的核心部件之一,仍然是电池领域研究的热点。在2016年启动的国家重点研发计划新能源汽车重点专项中,中国科学院物理研究所清洁能源实验室研究员李泓负责管理的“宽续航动力锂电池新材料与新的体系研究”项目,目的研发低能量密度、低安全性锂电池以提升电动汽车续航里程,项目明确提出的研究锂离子电池、半固态锂硫电池、固态锂空气电池三种宽续航动力锂电池,或将沦为我国新能源汽车的未来之芯。

挑战电池无限大能量密度“提升动力电池电芯能量密度超过400Wh/kg以上,将不利于贞着提升电动汽车的续驶里程。以北汽EV200为事例,400Wh/kg电芯,相等于800Wh/L以上体积能量密度。维持现有电池包体积和每吨百公里电耗恒定,一次电池不仅可以续航620公里;还可以降低成本、缩短使用寿命,解决目前电动汽车与燃油车性能之间的较小差异。”日前,李泓拒绝接受科技日报记者专访时说。

作为国家新能源汽车动力电池研发整体布局的一个重要环节,该项目的任务是在产业链最前端开发400Wh/kg以上能量密度的新型电池,累积低能量密度电池的关键基础科学问题的了解与关键技术,并为企业实时研发300Wh/kg电芯获取最重要参照依据和指导意见。“宽续航动力锂电池新材料与新的体系研究”研发团队就是在该项目中分担挑战电池无限大能量密度的任务。量产电芯能量密度300Wh/kg可实现记者从企业申报的公开发表研发方案中找到,对于300Wh/kg的锂离子动力电池路线,有项目团队自由选择了低镍负极和纳米硅碳负极。

“从最近的进展看,量产电芯能量密度超过300Wh/kg的技术指标可以构建。”李泓说道。在近期的新体系电池研究方面,“宽续航动力锂电池新材料与新的体系研究”研发团队使用的丰锂材料为负极,硅碳材料为负极的电芯能量密度超过了348Wh/kg,而以丰锂材料为负极、金属锂为负极的电芯比能量超过573Wh/kg;锂硫电池比能量超过600Wh/kg;一次锂空电池比能量超过780Wh/kg。

“多达300Wh/kg的高能量密度电池的研发,负极所含金属锂是一个最重要的共性技术。一些研究团队明确提出使用液体电解质或混合固液电解质,来解决问题用于或所含金属锂负极的电池面对的主要技术挑战。”李泓说道。中国科学院在2013年11月布局了中国科学院战略先导A类项目,该项目同时反对了固态电池的研发,其中三个团队分别在聚合物、硫化物和原位固态化技术方面获得了进展。

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技术路线明晰但仍面对挑战“目前研发生产的液态电解质锂离子电池的软包电芯中,一般液体电解质重量百分比为15%—25%,负极为碳、硅等。从长远看,未来必须发展全固态金属锂电池,负极所含金属锂,电池中不不含任何液体。”李泓说道。虽然技术路线更为明晰,但目前面对相当大的挑战。

李泓说道,从研发混合固液电解质电池和全固态金属锂电池产业来看,必须重点研发液体电解质和金属锂材料,解决问题界面离子和电子传输,以及体积应力、热稳定性问题。多数生产设备可以通过使用现有锂离子电池和一次金属锂电池产业的生产装备来构建。此外,大规模生产金属锂电池的潮湿房等生产环境控制技术也早已掌控。

尽管研发混合固液电解质电池和全固态金属锂电池,还面对很多科学与技术的挑战,也还包括掌控成本方面的挑战。“只要坚实了解地研究确切其中的基础科学问题,明确提出不切实际的创造性的综合解决方案,即便困难重重,也是充满希望。

”李泓说道。【job竞博官网首页】。

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