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陳軍院士:未來兩年要突破600Wh/kg的固態電池研發

發布日期: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舉行。全國人大代表、南開大學副校長、中國科學院院士陳軍在電池創新的進展時介紹,目前,固態電池是全球各國競相研發的重點。

其團隊已研發出400Wh/kg的新型固態電池樣品,比目前市場上最先進的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的固態電池研發,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。
電池技術之所以需要持續創新,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,這些現象的背后實際上都跟電池有關,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還是儲能領域都是重大科技問題。”
據陳軍介紹,其團隊開發了超越傳統的電池新體系,提出了新的電池工作原理,創制了新的電池材料,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,團隊設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,還開發了基于我國豐產元素的低成本可充鈉電池、鋅電池,這為未來的大規模儲能提供技術支撐。
值得關注的是,目前,固態電池已成為各國競相研發的重點。陳軍特別指出,“固體電池一旦產業化,就會改變現有的電動汽車產業格局,開辟電動航空等新興市場,這是一個在全球具有引領性的技術變革,我們也積極去搶占動力電池和電動汽車未來發展的制高點。”
在業內看來,固態電池——尤其是完全不含液態電解液的全固態電池,跟現有的液體鋰離子電池相比,之所以具有技術顛覆的潛力,是由于電池具有高安全性、高能量密度、高功率、寬溫度適應性、材料的選擇范圍更廣等特性。
根據全球資訊機構SNE research報告,到2030年,全球液態鋰離子電池供應量將從2023年的687GWh增加到2943GWh,增加4.3倍,占電池市場的95%以上,全固態電池的供應量則會從2025年開始的0.2GWh,增加到131GWh,市場滲透率將達到4%左右。
中科院院士歐陽明高對此曾評價,“對于汽車技術而言,1%是很重要的市場份額,所以全固態電池的市占份額替代1%就已經具有突破性意義。”
不過,業內也大多認為,目前全球發展全固態電池產業面臨的挑戰巨大,具有跨學科的特性、技術門檻極高,包括材料界面、工藝、產業鏈、設備等。


硫化物固態電解質
例如材料層面,歐陽明高院士曾坦言,“硫化物電解質化學穩定性、空氣穩定性很差,批量生產很難,基礎硫化鋰很貴,需要壓低價格。此外,硅碳負極體積膨脹大,而鋰金屬負極現在還不成熟。”
要解決這些問題,需要產學研聯合起來建立協同創新平臺,共同突破全固態電池產業化的關鍵技術。
因此,為推動電池創新的產業化,據陳軍院士在此次“代表通道”上介紹,南開大學牽頭成立了天津新能源創新創業聯盟、特種化學電池全國重點實驗室等,在這里,其將進一步培養人才,將電池的成果孵化、轉化,推向市場。

 
 
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