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我國動力鋰電池能量密度擬爭取2020年實現(xiàn)350瓦時/公斤

鉅大LARGE  |  點擊量:463次  |  2022年03月25日  

對于鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè),2020年實現(xiàn)300Wh/kg(瓦時/公斤)目標(biāo)是令人期待的。對于300Wh/kg的實現(xiàn),中國電動汽車百人會執(zhí)行理事長歐陽明高是胸有成竹的,他的目標(biāo)是更高一級力爭350Wh/kg。


在近日中國電動汽車百人會召開的“把握全球變革趨勢,實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展”的熱點問題交流會上,中國電動汽車百人會理事長陳清泰預(yù)測,最遲到2025年,電動汽車的性價比將達到或超過傳統(tǒng)燃油車。那么,想要跨越這個坎,核心技術(shù)的突破是離不開的,作為電動汽車核心技術(shù)的電池,其性能的提升、技術(shù)路線的選擇及成本的下降等,是必須要實現(xiàn)的。


實現(xiàn)300Wh/kg目標(biāo)的底氣,是2017年底2018年初,我國鋰離子動力電池的能量密度單體基本已經(jīng)達到230Wh/kg左右,系統(tǒng)大約150Wh/kg左右。2018~2019年還需要再提高50~70Wh/kg,到達2020年實現(xiàn)300Wh/kg應(yīng)該是沒問題的,至于實現(xiàn)350Wh/kg是業(yè)內(nèi)共同努力的目標(biāo)。


2017年,固態(tài)電池是全球電池領(lǐng)域最熱的一個技術(shù)名詞。全固態(tài)電池不等同固態(tài)電池,所謂“全固態(tài)鋰電池”是一種在工作溫度區(qū)間內(nèi)所使用的電極和電解質(zhì)材料均呈固態(tài),不含任何液態(tài)組份的鋰電池,所以全稱是“全固態(tài)電解質(zhì)鋰電池”。


歐陽明高指出,目前全固態(tài)電解質(zhì)鋰電池國內(nèi)外技術(shù)研發(fā)基本處于同一水平,但安全性尚待加強。而作為遠期目標(biāo),鋰硫、鋰空氣電池雖有相應(yīng)研究,但目前進展較緩慢。他特別提出,目前固態(tài)電池的研發(fā)產(chǎn)業(yè)化持續(xù)升溫。發(fā)展固態(tài)電池的路徑是電解質(zhì)從液態(tài)、半固態(tài)、固液混合到固態(tài),最終實現(xiàn)全固態(tài)。

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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%

歐陽明高說,全固態(tài)鋰電池的技術(shù)優(yōu)勢是安全性高,因為它沒有有機溶劑作為電解質(zhì)引發(fā)電解液燃燒問題;能量密度高,固態(tài)電解質(zhì)的密度和使用量高于液態(tài)電解質(zhì);正極材料選擇的范圍寬,因為負(fù)極是鋰金屬,正極不含鋰都可以。此外,電解質(zhì)的電壓窗口會更寬,正極材料選擇范圍也就大,比能量也可以提高;系統(tǒng)比能量高,由于電解質(zhì)無流動性,可以方便地通過內(nèi)串聯(lián)組成高電壓單體,利于電池系統(tǒng)成組效率和能量密度的提高。


但是全固態(tài)鋰電池也存在問題:固態(tài)電解質(zhì)材料的離子電導(dǎo)率偏低;固/固界面接觸性和穩(wěn)定性差。液體跟固體結(jié)合是很容易的,滲透進去。但是固體和固體接觸性和穩(wěn)定性就不是太好了,這是它很大的一個問題;金屬鋰的可充性問題。在固態(tài)電解質(zhì)中,鋰表面同樣存在粉化和枝晶生長問題。其循環(huán)性,甚至安全性等還需要研究;制造成本偏高。


歐陽明高指出,目前真正意義上的全固態(tài)金屬鋰電池技術(shù)是不成熟的,存在技術(shù)不確定性。目前已經(jīng)顯現(xiàn)出有突破的跡象,有性能優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)化前景的,主要是固態(tài)鋰離子電池。他希望到2030年在電解質(zhì)方面取得突破,就是固態(tài)電池會規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。2030年,常規(guī)的性價比車型應(yīng)該可以達到500公里以上。


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