鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1483次 | 2018年05月29日
被Good enough所看好的全固態(tài)電池是否真能成為主流的動(dòng)力源
鋰電池之父Goodenough在nature的子刊electronics上刊文,敘述了可充電鋰離子電池的發(fā)明歷史,并預(yù)測(cè)未來(lái)鋰電池的發(fā)展方向。
在Goodenough看來(lái),當(dāng)前的鋰電池體系較之當(dāng)初已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,但依舊難以滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的性能需求,而全固態(tài)電池是解決這一困境非常有效的選擇。
事實(shí)上,作為眾多“下一代鋰電池技術(shù)”中擁護(hù)者最多的技術(shù)方向,全固態(tài)電池電池確實(shí)有著巨大的性能優(yōu)勢(shì)。
北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技有限公司總經(jīng)理俞會(huì)根曾表示,固態(tài)電池具備十大性質(zhì):有望抑制鋰枝晶,不易燃燒、不易爆炸,無(wú)持續(xù)界面反應(yīng),無(wú)電解液泄露、干涸問(wèn)題,高溫性能更好,無(wú)脹氣,原材料純度要求降低,正極選擇面寬,非活性物質(zhì)體積量減少,電芯內(nèi)部可串聯(lián)。
當(dāng)然,全固態(tài)電池的缺陷也比較明顯,目前主要瓶頸主要體現(xiàn)為固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電率、內(nèi)阻、界面阻抗及相容性等等。因此,現(xiàn)階段各大企業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)是固態(tài)聚合物電解質(zhì)、無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的設(shè)計(jì)及制備技術(shù),固/固界面構(gòu)筑及穩(wěn)定化技術(shù);并在此基礎(chǔ)上完善電池生產(chǎn)工藝及專(zhuān)用設(shè)備的研究,來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)。
而從產(chǎn)業(yè)化的角度的來(lái)看,當(dāng)前僅有法國(guó)博洛雷的2900臺(tái)固態(tài)電池汽車(chē)進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營(yíng),其他企業(yè)均在加快量產(chǎn)固態(tài)電池的步伐,有不少企業(yè)宣稱(chēng)已取得突破性進(jìn)展,規(guī)?;慨a(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)集中在2025年左右。
2025年對(duì)于鋰電技術(shù)發(fā)展而言,說(shuō)早也早,說(shuō)晚也還比較晚,很難保證2025年真的就是固態(tài)電池的天下。畢竟其他電池技術(shù)的發(fā)展也并不落后,比如以日本東芝為代表的快充電池、以三星為代表的石墨烯電池以及同樣如火如荼的燃料電池都有可能成為電動(dòng)汽車(chē)的主力動(dòng)力來(lái)源。具體如何,還要看各家技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展。
下面就來(lái)看看本周鋰電行業(yè)都有哪些新技術(shù)和大事件吧。
1、韓國(guó)鋰電池材料新突破,電動(dòng)車(chē)?yán)锍虜?shù)倍增
由韓國(guó)能源研究所(KoreaInstituteofEnergyResearch)JangBo-yoon博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)宣布,已成功開(kāi)發(fā)了硅氧納米粉末,車(chē)用電池容量可因而倍增,在用做鋰電池的陰極材料后,可讓電動(dòng)車(chē)單次充電的里程數(shù)增加一倍之多。預(yù)計(jì)明年1月就可量產(chǎn),電動(dòng)車(chē)單次充電可行駛500公里。
更特別的是,由于采用了低成本的硅材料(每公斤只要價(jià)2-3美元)以及感應(yīng)發(fā)熱器,其成本僅是日本競(jìng)爭(zhēng)品的30-50%。
研發(fā)人員正在跟某家企業(yè)共同開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,最快明年1月量產(chǎn),供應(yīng)包括特斯拉(TeslaInc.)在內(nèi)的全球電池制造商所需。
點(diǎn)評(píng):應(yīng)該是吹牛無(wú)疑了。壽命、能量密度、倍率等性能都語(yǔ)焉不詳,只是單單談?wù)摾m(xù)航里程,熟悉電動(dòng)力電池的人應(yīng)該明白,這個(gè)數(shù)據(jù)根本沒(méi)有任何意義,更何況明年才可能量產(chǎn)出來(lái)的正極材料,應(yīng)用到電池上又是多少年以后的事情了,彼時(shí),500km的續(xù)航是否還有競(jìng)爭(zhēng)力,就很難說(shuō)了。
2、中鼎集成動(dòng)力電池生產(chǎn)智能化物流技術(shù)獲突破
由無(wú)錫中鼎集成技術(shù)有限公司自主研發(fā)的“動(dòng)力鋰離子電池生產(chǎn)智能化物流成套系統(tǒng)”日前通過(guò)科技成果驗(yàn)收。評(píng)價(jià)委員會(huì)認(rèn)為該項(xiàng)目成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)新能源動(dòng)力電池智能化生產(chǎn)物流集成系統(tǒng)的空白,在鋰離子電池生產(chǎn)物流裝備技術(shù)及生產(chǎn)管控集成技術(shù)領(lǐng)域處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
“該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了鋰電池各生產(chǎn)工序之間的物流自動(dòng)化與信息同步化,實(shí)時(shí)地采集生產(chǎn)過(guò)程的相關(guān)信息,建立了產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系?!痹u(píng)價(jià)委員會(huì)認(rèn)為,盡管新能源動(dòng)力鋰電池的加工工藝日臻成熟,但由于系統(tǒng)集成與成套化程度還較低,至今仍未形成自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的安全生產(chǎn)流程。
本項(xiàng)目的順利實(shí)施將提升新能源動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化水平,并促進(jìn)和加快該行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。此外,該項(xiàng)目打破國(guó)外技術(shù)壟斷,對(duì)促進(jìn)我國(guó)動(dòng)力鋰電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展、全面提升智能制造行業(yè)的技術(shù)水平具有重要意義。
點(diǎn)評(píng):當(dāng)前的鋰電產(chǎn)業(yè),幾乎每條產(chǎn)線(xiàn)都在給自己貼上智能制造的標(biāo)簽,但事實(shí)上,國(guó)內(nèi)的智能制造普遍都很低級(jí),所謂的大數(shù)據(jù)和信息化大多還只是一個(gè)概念,主要目標(biāo)都體現(xiàn)在自動(dòng)化上。但在國(guó)外,很多產(chǎn)線(xiàn)則是真正量化了所有因素(包括環(huán)境),使其成為生產(chǎn)工藝的一部分,這是國(guó)內(nèi)需要正視的差距。
3、國(guó)產(chǎn)燃料電池壽命突破5千小時(shí)
由中科院大連化物所持股企業(yè)新源動(dòng)力股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新源動(dòng)力”)所開(kāi)發(fā)的HYMOD?-300型車(chē)用燃料電池電堆模塊,采用高穩(wěn)定性、高性能的“膜基催化層膜電極設(shè)計(jì)”和高可靠性的“復(fù)合雙極板結(jié)構(gòu)”,經(jīng)壽命測(cè)試和整車(chē)應(yīng)用驗(yàn)證,突破了車(chē)用燃料電池5000小時(shí)的耐久性難關(guān),成為我國(guó)首例自主研發(fā)的超越5000小時(shí)耐久性的燃料電池產(chǎn)品。同時(shí),該產(chǎn)品還實(shí)現(xiàn)了電堆在-10℃環(huán)境下的低溫啟動(dòng),以及在-40℃下的儲(chǔ)存。
作為新能源汽車(chē)發(fā)展的重要方向,氫燃料電池汽車(chē)技術(shù)經(jīng)過(guò)二十年的研發(fā)和驗(yàn)證,已經(jīng)開(kāi)始步入商業(yè)化導(dǎo)入期,國(guó)際各大車(chē)企陸續(xù)集中投放氫燃料電池商業(yè)化車(chē)型。燃料電池電堆是燃料電池汽車(chē)的核心部件,其耐久性和可靠性是燃料電池汽車(chē)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。根據(jù)美國(guó)DOE提出的燃料電池商業(yè)化技術(shù)要求,燃料電池電堆的耐久性需要達(dá)到5000小時(shí)。
新源動(dòng)力研發(fā)的HYMOD?-300型燃料電池電堆模塊突破了此項(xiàng)難關(guān),具有優(yōu)異的工程可靠性,目前已經(jīng)成功應(yīng)用于我國(guó)的燃料電池汽車(chē):包括我國(guó)首款登錄工信部公告目錄的燃料電池轎車(chē)——榮威750燃料電池轎車(chē),以及我國(guó)首款、全球第四款商業(yè)化的燃料電池汽車(chē)——上汽大通FCV80。
點(diǎn)評(píng):別看國(guó)內(nèi)燃料電池風(fēng)起云涌,但幾乎都局限在客車(chē)領(lǐng)域,乘用車(chē)領(lǐng)域的新聞寥寥無(wú)幾,其原因就是乘用車(chē)與商用車(chē)所用的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)完全不是一個(gè)體系,技術(shù)難度天壤之別。5000小時(shí)使用壽命是乘用車(chē)的燃料電池技術(shù)分水嶺,國(guó)內(nèi)能做到的非常少。單論技術(shù),新源動(dòng)力確實(shí)是國(guó)內(nèi)燃料電池做的最好的,但其實(shí)用性如何,還要經(jīng)過(guò)時(shí)間的檢驗(yàn)。