鉅大LARGE | 點擊量:1205次 | 2019年06月15日
如何在提升能量密度前提下保證電池安全性、降低成本
提升電池能量密度已成為電動汽車發展關鍵指標。12月24日,2017第七屆中國新能源汽車動力電池峰會在廣東清遠召開。會上,中國工程院院士、北京理工大學教授吳鋒發表主題演講,介紹了如何在提升能量密度前提下保證電池安全性、降低成本。
吳鋒指出,由于產生電池安全性問題并非單一因素,應該對其進行全面認識,通過探究電池盒安全闊值邊界,提高電池系統安全性,對化成、注液等關鍵制備工藝和設備的升級改造,來提升電池制造、使用的安全性。
由于鋰離子電池本身的需求,今年原材料價格大幅上漲。按照需求推算,到2035年,需求呈爆發式增長時,材料價格還要漲。對此,吳鋒建議,可以通過研究新材料、延長壽命等降低成本。
此外,降低成本還可以通過廢舊鋰離子電池回收和資源化利用實現。吳鋒表示,到2020年,我國動力電池累計報廢量預計將達到17萬噸,應該要發展廢舊鋰電池回收技術,全產業發力,重點環節突破。“我們團隊在研究天然有機酸,用于電池回收技術。”
在吳鋒看來,動力電池的發展離不開對其安全性的保障,從某種意義上說,沒有安全性,動力電池就是汽車炸彈,解決動力電池安全性問題要從多角度出發,從全系統入手,引入一些新概念,有助于動力電池安全性的提高。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
而實現動力電池電池低成本途徑在于提高電池比能量和循環穩定性,尋找低成本材料,更新電池材料體系,變革制備工藝,實現廢舊電池的有效回收與再生、打造產業鏈,強強聯合、資源共享。
以下為中國工程院院士、北京理工大學教授吳鋒演講實錄(略有刪減):
我國從2011年到2016年,電動汽車年銷量從不足5000輛發展到50.7萬輛,保有量從1萬輛提升到100萬輛,占據全球50%。短短6年,提升了100倍。
目前,提升電池能量密度已成為電動汽車發展關鍵指標。除了動力技術以外,從全球新能源汽車發展趨勢來講,車輛智能化技術變革,是發展趨勢。汽車智能化實際上也隱含著汽車電動化的必然。
作為電動汽車來講,除了是交通工具,它還具備進行能源轉換能力。所以以電動汽車為儲能終端的能源互聯網、汽車互聯網、信息互聯網間相互融合,是今后可能的一個發展趨勢。
“十三五”目標中包括單體及成組鋰離子電池能量密度、安全和成本等。
要提高電池續駛里程,需要高比能量電池。而在追求高比能量時,由于熱度等原因可能會引起汽車燃燒爆炸,這又涉及到如何提高電池安全性問題。
由于產生電池安全性問題并非單一因素,應該在全面認識應用環境下電池反應機制及其伴生副反應的基礎上,多角度、系統提高鋰離子電池的安全可靠性。包括電池設計、電池系統安全性技術等綜合解決落地。通過探究電池盒安全闊值邊界,提高電池系統安全性,對化成、注液等關鍵制備工藝和設備的升級改造,來提高電池制造、使用的安全性。
在安全性材料方面,我們研究了溫度敏感電極,陶瓷高強隔膜,安全電解質,通過三者協同配合提高電池的安全性。鋰離子電池和液晶電池不同源于它的液體是有機的,并且可以提高溫度適應性。
下面我想講一下降低成本的問題。
由于鋰離子電池本身的需求,今年原材料價格大幅上漲。按照需求推算,到2035年,需求呈爆發式增長時,材料價格還要漲。那么怎么來降低成本?
低成本也可以通過長壽命實現,如果你鋰離子電池壽命長,同樣也起到低成本的作用。
此外,鋰硫電池為多電子反應,其理論能量密度高達2600Wh/kg,為國際所矚目。如果我們能夠把石油化工的,能夠把它作為鋰硫電的原料,可能也會對成本降低有很大的好處。當然,這個屬于在研究的范疇。
另外,鋰硫電池里面一種長壽命、低成本的,基于氧化鋅納米片的導電插層,這個也對降低成本有好處。
此外,還可以通過廢舊鋰離子電池的回收和資源化利用實現。這一方面降低對環境壓力,一方面可實現降低成本。
到2020年,我國動力電池累計報廢量預計將達到17萬噸,應該要發展廢舊鋰電池的回收技術,全產業發力,重點環節突破,進行研究。
我們研究了一種叫做天然有機酸,用于電池回收技術。我們團隊是由北京理工大學和武漢大學、清華大學、廈門大學一起承擔。
動力電池的發展離不開對其安全性的保障,從某種意義上說,沒有安全性,我們所做的就不是動力電池,而是汽車炸彈,解決動力電池安全性問題要從多角度出發,從全系統入手,引入一些新概念,有助于動力電池安全性的提高。
實現動力電池電池低成本途徑在于提高電池比能量和循環穩定性,尋找低成本材料,更新電池材料體系,變革制備工藝,實現廢舊電池的有效回收與再生、打造產業鏈,強強聯合、資源共享。當馬化騰、劉強東、雷軍、俞敏洪聯手推出“蔚來ES8”電動車時,引起新的震動,全國汽車界動力電池界除了拭目以待外,還應該核心思考動力電池回收。
最后用看到的一句話來結束:這是一個無邊界的時代,每一個行業都在整合,都在交叉,都在相互滲透,如果原來你一直獲利的產品或產業,在另外一個人手里突然變成一種免費的增值服務,你又如何競爭?如何生存?如果你有很多經驗和積累,請先甩掉它,因為它成為一種累贅和負擔,如果你初出江湖一無所有,請不要膽怯,因為這嶄新的世界就是為你而準備,永遠不要沾沾自喜,因為你的對手是誰都不知道。
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