2018年補(bǔ)貼提前退坡已是大概率事件,動力電池能量密度大幅提升即是政策指向,又是動力電池企業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)注的焦點。12月9日,國軒高科第七屆科技創(chuàng)新大會在合肥召開,中國工程院院士吳鋒表示,隨著人們對電動汽車?yán)m(xù)航里程等要求的不斷提高,希望與壓力也同時放在了動力電池的身上,而在看清動力電池的重要性的同時,也要斟酌一些產(chǎn)業(yè)化指標(biāo)的實現(xiàn)途徑。
材料要走在高比能電池的前面
就擔(dān)負(fù)著國家彎道超車使命的新能源產(chǎn)業(yè)而言,動力電池的重要性不言而喻。國務(wù)院副總理馬凱曾公開表示,動力電池是新能源汽車的心臟,是新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵,新能源汽車能走多遠(yuǎn),主要取決于動力電池。
中國工程院院士吳鋒也表示,隨著人們對電動汽車?yán)m(xù)航里程等要求的不斷提高,希望與壓力也同時放在了動力電池的身上,而在看清動力電池的重要性的同時,也要斟酌一些產(chǎn)業(yè)化指標(biāo)的實現(xiàn)途徑。尤其是作為關(guān)鍵指標(biāo)的電池能量密度,如何在提升比能量的同時兼顧安全性、循環(huán)性、倍率等指標(biāo),這需要企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)過程中有所側(cè)重。
中國工程院院士吳鋒
吳鋒表示,要提高電池能量密度,材料要先行一步,研制出具有新型異質(zhì)結(jié)構(gòu)的高比容量、高倍率富鋰錳基無鈷氧化物正極材料,還有通過尖晶石皮膚層等構(gòu)造及富鋰材料在納米尖晶石包覆后獲得比容量和倍率性能上的雙重改善;負(fù)極材料方面則以有機(jī)硅工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢料為原材料,通過導(dǎo)電聚合物包裹,實現(xiàn)硅納米離子與導(dǎo)電的的柔性組裝。
吳鋒在“新型二次電池及其關(guān)鍵材料研究進(jìn)展”的主題演講中分享了973二次電池項目研究思路:
高比能體系:從“輕元素、多電子反應(yīng)”材料入手,結(jié)合多離子效應(yīng),發(fā)展高活性電極材料,構(gòu)建高比能二次電池新體系;
兼顧高能量密度的高功率體系:通過多維多尺度電極材料界面功能調(diào)控,實現(xiàn)電池的高能量和高功率密度;
安全性技術(shù):從調(diào)節(jié)和切斷電極反應(yīng)的基元步驟入手,提高單體電池的安全性;通過探究電池的安全閾值邊界,提高電池系統(tǒng)安全性。通過對化成、注液等關(guān)鍵制備工藝和設(shè)備的升級改造,提高電池制造及使用的安全性;
低成本技術(shù):通過對電池長壽命的研究和對廢舊動力電池的綠色回收、資源化再生利用,降低電池使用成本。
吳鋒表示,目前已通過采用高比容量正、負(fù)極和高電壓電解質(zhì)材料研制出能量密度為319wh/kg的鋰離子電池。此外,從新能源汽車的發(fā)展趨勢看,其他材料的高比能量動力電池更應(yīng)該引起關(guān)注,比如鋰硫電池其理論能量密度高達(dá)2600wh/kg,且其原材料普遍,全國石油化工副產(chǎn)物硫磺產(chǎn)量約1000萬噸/每年。而且目前國內(nèi)對于鋰硫電池的難點進(jìn)行了技術(shù)改善和關(guān)鍵材料的定向研發(fā),這將加快推動鋰硫電池的研究和應(yīng)用。
高比能量電池是趨勢
無論是政策還是市場使用環(huán)境來看,高比能量電池是趨勢,而作為目前純電動汽車主力的磷酸鐵鋰電池或?qū)⒅鸩酵顺龀擞密嚭臀锪鬈囀袌?,三元鋰電池將進(jìn)入快速發(fā)展期。此外包括中國在內(nèi)的世界各國將積極進(jìn)行鋰硫電池、鋰空氣電池或鋰金屬電池等電池的前瞻性研究。
就目前來看,多位專家認(rèn)為目前全固態(tài)鋰電池研發(fā)可提供的能量密度基本可達(dá) 300~400Wh/kg,有望成為下一代高能量密度動力和儲能電池技術(shù)的重要發(fā)展方向。
國軒高科電池包能量密度可達(dá)140Wh/kg
國軒高科工程研究總院常務(wù)副院長楊續(xù)來表示,就能量密度而言,國軒高科實現(xiàn)了商用車140Wh/kg標(biāo)準(zhǔn)箱系統(tǒng)、物流車120Wh/kg標(biāo)準(zhǔn)箱系統(tǒng)、乘用車140Wh/kg系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)模組,這一系列的技術(shù)成果除了遠(yuǎn)高于2017年補(bǔ)貼政策要求之外,也符合流出的2018年補(bǔ)貼調(diào)整方案要求。
國軒高科常務(wù)副院長楊續(xù)來
網(wǎng)傳2018年補(bǔ)貼調(diào)整方案
楊續(xù)來表示,從動力電池研發(fā)前瞻化看,液態(tài)鋰離子電池、固態(tài)鋰電池、準(zhǔn)固態(tài)鋰空氣電池是步步進(jìn)階的關(guān)系,目前液態(tài)鋰離子電池的研發(fā)水平在150-250Wh/kg之間。
動力電池回收迫在眉睫
在此次大會上,多位專家提到了廢舊動力電池的回收問題,提上日程是基于現(xiàn)實環(huán)境的驅(qū)動。
據(jù)統(tǒng)計,2016年中國新能源汽車?yán)塾?00萬輛,2017年市場銷量預(yù)計在60萬輛左右,而電池使用年限在5-8年,進(jìn)入2018年,動力電池將進(jìn)入大規(guī)模報廢期,到2020年,中國汽車動力電池每年的報廢量將達(dá)到20萬噸的規(guī)模,因此動力電池的回收迫于眉睫。
雖然動力電池回收面臨著難以大規(guī)模拆解、回收工藝成本高、回收價值低等問題,但探索出有益的方向更重要,吳鋒表示,其團(tuán)隊認(rèn)為廢舊電池正極材料可再生,國內(nèi)近兩年也研發(fā)出了天然琥珀酸的綠色高效回收技術(shù),將廢舊鋰電池負(fù)極回收制備碳吸附劑的研究,磷吸附量高達(dá)588μg/g,是目前最高的碳類吸附劑之一,且處理污水后的吸附劑還可以直接作為土壤緩釋肥使用,因此在這些方面探索動力電池的回收很有意義。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:宋愛菊
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