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詳解電池技術(shù)發(fā)展方向

鉅大LARGE  |  點擊量:3354次  |  2020年09月09日  

第一,在安全第一的前提下,提高鋰離子電池的比能量。鋰離子電池將長期是動力鋰電池的主力,這一點是不容懷疑的。要發(fā)展高電位的正極,目前的重點是在發(fā)展三能材料以及高壓材料,但它的安全性能仍存在問題,要大家重視。另外,要發(fā)展高安全性的負極,包括硅碳、鈦酸鋰、軟碳、硬碳。要發(fā)展長壽命、寬溫度范圍、高電壓電池,三元、鎳錳酸鋰正極的電池要提高安全性,這個問題現(xiàn)在很嚴重,估計在十三五期間實用的單體比能量不超過200Wh/kg,也就是說到十三五后期可以用到200Wh/kg的電池發(fā)展電動汽車。


安全第一,就是不要片面追求高比能量,現(xiàn)在這個傾向很嚴重,因為定的目標是純電動汽車的續(xù)航里程要不斷提高,因此便要求電池的比能量不斷提高,而沒有把安全問題提到第一位來重視。蓄電池有不同的危險性,鋰離子電池要提高比能量,就一定要強調(diào)安全第一。要優(yōu)先使用高安全性的電池,寧愿犧牲一些比能量。在規(guī)模蓄電的設計中,要控制不發(fā)生連鎖反應,即一個電池出了問題,其他周圍電池不要繼續(xù)發(fā)生燃燒爆炸的現(xiàn)象。在使用中,要堅持安全操作規(guī)程,不可濫用電池,造成不安全的現(xiàn)象發(fā)生。


磷酸鐵鋰離子電池的安全性高,價格低,用途廣。但是現(xiàn)在有一個說法認為磷酸鐵鋰過時了,這種說法是不對的,這種安全性很好的電池,應該把它用好。固態(tài)鋰電解質(zhì)要研究,但在近期難起用途。電池研究≠電池使用。研究成熟了才可用,不成熟的電池拿出來使用必然要出問題。


第二,有關(guān)下一代的動力鋰電池有一種說法是鋰硫電池,因為鋰離子電池難以實現(xiàn)電動汽車500公里里程。日本NEDO提出,鋰硫、鋰氧是后鋰離子電池,這是單純從理論比能量一項考慮而得的推論,鋰硫電池進門容易,而越做越難,只有解決了安全性低、循環(huán)次數(shù)低、能量轉(zhuǎn)換率低、放電倍率低、體積比能量低這五低問題才有可以用作車用動力鋰電池,所以汽車指望使用鋰硫電池很難。鋰硫電池可以在其他要求不高的地方使用,但是在動力鋰電池上,日本的這個提法仍需探討。


第三,下下一代動力鋰電池有可能是鋰氧電池。這個不容易達成,因為除了剛才鋰硫電池存在的問題之外,鋰氧電池里面既要有氧氣的還原用途,又要使得氧在上面出現(xiàn),這個雙功能氧正極的問題是世界性的難題,多少年來都沒解決,現(xiàn)在指望把這個難題加到鋰氧電池上不太現(xiàn)實。國家可以支持個別團隊堅持長期研究,但不能寄予過大的希望,這要長時間技術(shù)和相關(guān)經(jīng)驗的支持和積累。


第四,大力提高鉛炭電池性能與應用。這個電池保持了鉛酸電池價廉、安全的優(yōu)點,原料易得、可靠,是我國十二五期間的重要成果。尤其部分荷電態(tài)高倍率放電循環(huán)壽命>20萬次,所以可以在電動汽車里面有很多新的貢獻。


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