長續航動力鋰電池：新能源汽車的“未來芯”

近日，有媒體報道稱，電動汽車制造商菲斯克剛剛申請了固態電池的專利，使電動汽車的電池壽命提高到驚人的804公里，充電時間縮短到一分鐘。

在中國，動力電池作為電動汽車發展的核心部件之一，一直是電池研究領域的熱點。在2016年啟動的國家重點研發計劃中的新能源汽車重點項目中，中國科學院物理研究所清潔能源實驗室研究員李宏負責“長壽命動力鋰電池新材料新系統研究”項目，旨在開發具有高能量密度和高安全性的鋰電池，以提高電動汽車的續航里程。該項目提出的三種長壽命動力鋰電池的研究將成為中國新能源汽車的核心。挑戰電池的極限能量密度“將動力電池芯的能量密度提高到400Wh/kg以上，將有利于大幅提高電動汽車的續航里程。以北汽EV200為例，400Wh/kg的電池相當于800Wh/L以上的體積能量密度。保持現有電池組的體積和每噸100公里的功耗不變，不僅可以一次充電續航620公里；它還可以降低成本，延長使用壽命，解決目前電動汽車和燃油汽車性能的巨大差異。“日前，李宏在接受《科技日報》記者采訪時表示。作為國家新能源汽車動力電池研發總體布局的重要一環，該項目的任務是在產業鏈最前沿開發能量密度在400Wh/kg以上的新型電池，積累科學知識和關鍵技術y高能量密度電池的基本科學問題，為企業同時開發300Wh/kg電池提供重要參考和指導。“長壽命動力鋰電池新材料新系統研究”的研發團隊承擔著挑戰該項目電池極限能量密度的任務。批量生產能量密度為300Wh/kg的電池可以實現記者從該企業申報的公開研發計劃中發現，對于300Wh/kg鋰離子動力電池的路線，一些項目團隊選擇了高鎳陽極和納米硅碳陰極。“從最近的進展來看，可以實現量產電池能量密度達到300Wh/kg的技術指標。”李偉說。在最近的新電池系統研究中，“長壽命動力鋰電池新材料新系統研究”研發團隊采用了富鋰材料作為正極，以硅碳材料作為負極的電池能量密度達到348Wh/kg，而以富鋰材料為正極、金屬鋰為負極的電池的比能達到573Wh/kg。鋰硫電池的比能量達到600 wh/kg；

一次鋰空氣電池的比能量達到780Wh/kg。“這是開發超過300Wh/kg的高能量密度電池的重要通用技術，負極含有金屬鋰。一些研究團隊提出使用固體電解質或混合固液電解質來解決使用或含有金屬鋰負極的電池面臨的主要技術挑戰。”李偉說。2013年11月，中國科學院布局了中國科學院A級戰略試點項目，該項目也支持固態電池的開發，三個團隊分別在聚合物、硫化物和原位固態技術方面取得了進展。技術路線很明確，但仍面臨挑戰。“目前，在液體電解質鋰離子電池的軟電池芯中，液體電解質的重量百分比一般為15%-25%，負極為碳、硅等。從長遠來看，未來有必要發展全固體金屬鋰電池。負極含有金屬鋰，電池不含任何液體。 “李偉說。雖然技術路線明確，但目前面臨巨大挑戰。李宏說，從開發混合固液電解質電池和全固體金屬鋰電池的角度來看，有必要重點開發固體電解質和金屬鋰材料，以解決界面離子和電子輸運、體積變形和熱穩定性。大多數制造設備可以利用鋰離子電池和一次金屬鋰電池行業現有的制造設備來實現。此外，還掌握了批量生產金屬鋰電池的干燥室等生產環境控制技術。盡管混合固液電解質電池和全固體金屬鋰電池的開發仍面臨許多科學和技術挑戰，包括控制成本的挑戰。“只要我們扎實深入地研究基本科學問題，提出切實可行、富有創造性的綜合解決方案，即使困難重重，也充滿希望。”李偉說。近日，有媒體報道稱，電動汽車制造商菲斯克剛剛申請了固態電池的專利，使電動汽車的電池壽命提高到驚人的804公里，充電時間縮短到一分鐘。

在中國，動力電池作為電動汽車發展的核心部件之一，一直是電池研究領域的熱點。在2016年啟動的國家重點研發計劃中的新能源汽車重點項目中，中國科學院物理研究所清潔能源實驗室研究員李宏負責“長壽命動力鋰電池新材料新系統研究”項目，旨在開發具有高能量密度和高安全性的鋰電池，以提高電動汽車的續航里程。該項目提出的三種長壽命動力鋰電池的研究將成為中國新能源汽車的核心。挑戰電池的極限能量密度“將動力電池芯的能量密度提高到400Wh/kg以上，將有利于大幅提高電動汽車的續航里程。以北汽EV200為例，400Wh/kg的電池相當于800Wh/L以上的體積能量密度。保持現有電池組的體積和每噸100公里的功耗不變，不僅可以一次充電續航620公里；

它還可以降低成本，延長使用壽命，解決目前電動汽車和燃油汽車性能的巨大差異。“日前，李宏在接受《科技日報》記者采訪時表示。作為國家新能源汽車動力電池研發總體布局的重要一環，該項目的任務是在產業鏈最前沿開發能量密度在400Wh/kg以上的新型電池，積累科學知識和關鍵技術y高能量密度電池的基本科學問題，為企業同時開發300Wh/kg電池提供重要參考和指導。“長壽命動力鋰電池新材料新系統研究”的研發團隊承擔著挑戰該項目電池極限能量密度的任務。批量生產能量密度為300Wh/kg的電池可以實現記者從該企業申報的公開研發計劃中發現，對于300Wh/kg鋰離子動力電池的路線，一些項目團隊選擇了高鎳陽極和納米硅碳陰極。“從最近的進展來看，可以實現量產電池能量密度達到300Wh/kg的技術指標。”李偉說。在最近的新電池系統研究中，“長壽命動力鋰電池新材料新系統研究”研發團隊采用了富鋰材料作為正極，以硅碳材料作為負極的電池能量密度達到348Wh/kg，而以富鋰材料為正極、金屬鋰為負極的電池的比能達到573Wh/kg。鋰硫電池的比能量達到600 wh/kg；一次鋰空氣電池的比能量達到780Wh/kg。“這是開發超過300Wh/kg的高能量密度電池的重要通用技術，負極含有金屬鋰。一些研究團隊提出使用固體電解質或混合固液電解質來解決使用或含有金屬鋰負極的電池面臨的主要技術挑戰。”李偉說。2013年11月，中國科學院布局了中國科學院A級戰略試點項目，該項目也支持固態電池的開發，三個團隊分別在聚合物、硫化物和原位固態技術方面取得了進展。技術路線很明確，但仍面臨挑戰。“目前，在液體電解質鋰離子電池的軟電池芯中，液體電解質的重量百分比一般為15%-25%，負極為碳、硅等。從長遠來看，未來有必要發展全固體金屬鋰電池。負極含有金屬鋰，電池不含任何液體。 “李偉說。雖然技術路線明確，但目前面臨巨大挑戰。李宏說，從開發混合固液電解質電池和全固體金屬鋰電池的角度來看，有必要重點開發固體電解質和金屬鋰材料，以解決界面離子和電子輸運、體積變形和熱穩定性。大多數制造設備可以利用鋰離子電池和一次金屬鋰電池行業現有的制造設備來實現。此外，還掌握了批量生產金屬鋰電池的干燥室等生產環境控制技術。盡管混合固液電解質電池和全固體金屬鋰電池的開發仍面臨許多科學和技術挑戰，包括控制成本的挑戰。“只要我們扎實深入地研究基本科學問題，提出切實可行、富有創造性的綜合解決方案，即使困難重重，也充滿希望。”李偉說。

標簽：北汽EV2發現

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