陳軍院士:未來兩年要突破600Wh/kg的固態(tài)電池研發(fā)

發(fā)布日期:2024-03-08  來源:澎湃新聞

核心提示:人們的日常生活中已離不開電池。以我國飛速發(fā)展的新能源汽車為例,電池堪比電動汽車的心臟。3月8日,十四屆全國人大二次會議第二
人們的日常生活中已離不開電池。以我國飛速發(fā)展的新能源汽車為例,電池堪比電動汽車的“心臟”。
3月8日,十四屆全國人大二次會議第二場“代表通道”集中采訪在人民大會堂中央大廳北側(cè)舉行。全國人大代表、南開大學(xué)副校長、中國科學(xué)院院士陳軍在電池創(chuàng)新的進(jìn)展時介紹,目前,固態(tài)電池是全球各國競相研發(fā)的重點。

其團(tuán)隊已研發(fā)出400Wh/kg的新型固態(tài)電池樣品,比目前市場上最先進(jìn)的300Wh/kg公斤的鋰離子電池能量密度超出30%。
“未來一到兩年,我們要突破600Wh/kg的固態(tài)電池研發(fā),充一次電,電動汽車就可以跑1000公里以上。”陳軍說。此外,在電池快速充電、低溫性能和安全性能方面,也都要大幅提升。
電池技術(shù)之所以需要持續(xù)創(chuàng)新,在陳軍院士看來,是因為“目前電動汽車跑得不夠快、充電也不夠快,特別是在寒冷天氣還容易趴窩等,這些現(xiàn)象的背后實際上都跟電池有關(guān),因此研究性能更好、更加安全的電池,無論是在電動汽車行業(yè)還是儲能領(lǐng)域都是重大科技問題。”
據(jù)陳軍介紹,其團(tuán)隊開發(fā)了超越傳統(tǒng)的電池新體系,提出了新的電池工作原理,創(chuàng)制了新的電池材料,讓電池的能量密度大幅提升,電動汽車的行駛里程大大提升。同時,團(tuán)隊設(shè)計制備了可以全天候、寬溫域工作的阻燃電解液,可以在零下70℃工作的大容量電池,還開發(fā)了基于我國豐產(chǎn)元素的低成本可充鈉電池、鋅電池,這為未來的大規(guī)模儲能提供技術(shù)支撐。
值得關(guān)注的是,目前,固態(tài)電池已成為各國競相研發(fā)的重點。陳軍特別指出,“固體電池一旦產(chǎn)業(yè)化,就會改變現(xiàn)有的電動汽車產(chǎn)業(yè)格局,開辟電動航空等新興市場,這是一個在全球具有引領(lǐng)性的技術(shù)變革,我們也積極去搶占動力電池和電動汽車未來發(fā)展的制高點。”
在業(yè)內(nèi)看來,固態(tài)電池——尤其是完全不含液態(tài)電解液的全固態(tài)電池,跟現(xiàn)有的液體鋰離子電池相比,之所以具有技術(shù)顛覆的潛力,是由于電池具有高安全性、高能量密度、高功率、寬溫度適應(yīng)性、材料的選擇范圍更廣等特性。
根據(jù)全球資訊機(jī)構(gòu)SNE research報告,到2030年,全球液態(tài)鋰離子電池供應(yīng)量將從2023年的687GWh增加到2943GWh,增加4.3倍,占電池市場的95%以上,全固態(tài)電池的供應(yīng)量則會從2025年開始的0.2GWh,增加到131GWh,市場滲透率將達(dá)到4%左右。
中科院院士歐陽明高對此曾評價,“對于汽車技術(shù)而言,1%是很重要的市場份額,所以全固態(tài)電池的市占份額替代1%就已經(jīng)具有突破性意義。”
不過,業(yè)內(nèi)也大多認(rèn)為,目前全球發(fā)展全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)巨大,具有跨學(xué)科的特性、技術(shù)門檻極高,包括材料界面、工藝、產(chǎn)業(yè)鏈、設(shè)備等。


硫化物固態(tài)電解質(zhì)
例如材料層面,歐陽明高院士曾坦言,“硫化物電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性、空氣穩(wěn)定性很差,批量生產(chǎn)很難,基礎(chǔ)硫化鋰很貴,需要壓低價格。此外,硅碳負(fù)極體積膨脹大,而鋰金屬負(fù)極現(xiàn)在還不成熟。”
要解決這些問題,需要產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合起來建立協(xié)同創(chuàng)新平臺,共同突破全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。
因此,為推動電池創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)化,據(jù)陳軍院士在此次“代表通道”上介紹,南開大學(xué)牽頭成立了天津新能源創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)聯(lián)盟、特種化學(xué)電池全國重點實驗室等,在這里,其將進(jìn)一步培養(yǎng)人才,將電池的成果孵化、轉(zhuǎn)化,推向市場。

 
 
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