新型納米軌鋰電池問世,這意味著什麽?
“十三五”期間,中國新能源汽車的產銷快速增長,連續五年位居全球第壹,預計到今年年底新能源汽車的保有量將突破500萬輛。但盡管如此由於新能源汽車在使用的過程中需頻繁充電,加上電池維護費用較高,導致新能源汽車在推廣過程中出現了壹些阻礙。
80歲的中國工程院院士陳立泉是中國鋰電產業的奠基人。上世紀80年代,陳立泉和團隊在中國率先開展了固體電解質和鋰二次電池研究。1996年,他帶領科研團隊在國內率先研制出鋰離子電池,率先解決了國內鋰離子電池規模化生產的科學技術與工程問題,實現了國內鋰離子電池的產業化。
在江蘇溧陽,陳老院士的得意弟子帶領她的團隊經過二十多年的技術攻關,在壹項鋰電池關鍵原材料上獲得了突破,並在2017年進行了量產。納米矽負極材料是他們自主研發的新材料,用它做成的紐扣電池,其容量是傳統石墨鋰電池的5倍。
矽在自然界中廣泛存在,儲量豐富,砂子的主要成分就是二氧化矽。但是要把金屬矽做成矽負極材料,就要進行特殊的加工處理。在實驗室裏,完成這樣的加工處理並不是難事,但是要做成噸級的矽負極材料,就需要攻克技術難題。
中科院物理所在2012年開始做矽負極材料生產線,直到2017年才做出第壹條生產線,而且不停地調整修正。經歷過幾千次的失敗才批量生產出了矽負極材料。目前,溧陽這家工廠年產鋰離子電池矽負極材料可以達到2000噸。
如果說矽負極材料是未來提高鋰電池能量密度的壹個很好的選擇,那麽固態電池技術則是解決目前鋰電池安全性、循環壽命等問題的壹種公認的有效解決方案。當前很多國家都在積極布局固態電池的研制,中國在固態鋰電池技術方面的研發也在與國際同步。
在溧陽的這家工廠裏,采用了李泓教授帶領團隊研發的固態鋰電池的無人機,續航裏程比同樣規格的無人機,增加了20%。奧秘都在這個黑褐色的材料上,它們就是中科院物理研究所研制的固態化正極材料。
納米矽負極材料是他們自主研發的新材料,用它做成的紐扣電池,其容量是傳統石墨鋰電池的5倍。
2018年,這裏已經完成了300Wh/kg固態動力電池系統的設計開發,在車輛上搭載後,可以使整車續航裏程增加壹倍。在今年5月份,這類固態電池已經開始在消費類電子產品中使用。
對於未來動力電池、儲能電池發展的方向,中國工程院院士陳立泉認為,安全性和成本仍然是動力電池、儲能電池等技術攻關的核心要求。在傳統能源緊缺的情況下,儲能電池能夠促進可再生能源並網應用,改善峰谷用電矛盾,形成綠色、可持續的能源結構。