鉅大LARGE | 點擊量：1191次 | 2021年08月08日
雙離子電池逆天續(xù)航！里程沖破550公里
我國科學院深圳先進技術研究院唐永炳研究員及其研究團隊的最新成果新型高能量密度鋁石墨雙離子電池技術，近日在國際能源材料優(yōu)秀期刊《先進能源材料》上發(fā)表后，又受到德國科學網(wǎng)Wissenschaftaktuell邀請報道，廣受業(yè)界關注。該技術若實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將對現(xiàn)有鋰電產(chǎn)業(yè)格局出現(xiàn)重大影響。
續(xù)航里程可達550公里雙離子電池帶來變革
近年來，新能源汽車在政策的支持下風靡全球，行業(yè)上游也在諸多利好下迎來爆發(fā)。全球產(chǎn)量居前的龍頭電池廠紛紛在華設廠。商用鋰離子電池的能量密度低、制造成本較高，且傳統(tǒng)鋰離子電池的電極材料含有毒金屬，電池廢棄會造成嚴重的環(huán)境問題。雖然新能源汽車市場的繼續(xù)繁榮帶動了電池產(chǎn)業(yè)，但不論鋰離子電池包驅動的電動汽車，還是燃料動力鋰電池驅動的電動汽車，都存在成本和續(xù)航里程的挑戰(zhàn)。
三月二十九日，中科院深圳先進技術院唐永炳研究員從德國獲悉，他的研究團隊的最新成果新型高能量密度鋁石墨雙離子電池技術，近日在國際能源材料優(yōu)秀期刊《先進能源材料》上發(fā)表后，又受到德國科學網(wǎng)Wissenschaftaktuell邀請報道，廣受業(yè)界關注。該技術若實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將對現(xiàn)有鋰電產(chǎn)業(yè)格局出現(xiàn)重大影響。
唐永炳團隊發(fā)現(xiàn)的新型高能量密度鋁石墨雙離子電池，是一種全新的高效、低成本儲能電池。這種新型AGDIb電池把傳統(tǒng)鋰離子電池的正負極進行了調(diào)整，用廉價且易得的石墨替代目前已批量使用于鋰離子電池的鈷酸鋰、錳酸鋰、三元或磷酸鐵鋰作為電池的正極材料;采用鋁箔同時作為電池負極材料和負極集流體;電解液由常規(guī)鋰鹽和碳酸酯類有機溶劑組成。該電池工作原理有別于傳統(tǒng)鋰離子電池：充電過程中，正極石墨發(fā)生陰離子插層反應，而鋁負極發(fā)生鋁-鋰合金化反應，放電過程則相反。這種新型反應機理不僅顯著提高了電池的工作電壓(3.8-4.6V)，同時大幅降低電池的質(zhì)量、體積、及制造成本，從而全面提升了全電池的能量密度。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
據(jù)初步估算，500Kg(千克)的鋁石墨電池的續(xù)航里程可達到約550公里。與傳統(tǒng)的鋰電技術相比，這種電池具有分明的優(yōu)點，不僅加工成本降低約40%-50%，同時能量密度提高至少1.3-2.0倍。
該發(fā)現(xiàn)讓人詫異，是從未報道過的新電池技術，編輯在通知研究成果被期刊錄用時，將匿名審稿人的評價這樣傳遞給唐永炳。
據(jù)估計，這種技術如實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將來的手機可能會比今朝再輕薄一半，同時我們的智能手機再也不要一天一充電了，更是處理了電動汽車電池成本高昂以及續(xù)航里程短的關鍵問題。不過，目前該電池技術還有待優(yōu)化，比如要進一步提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性等。
據(jù)解析，該項成果由唐永炳研究員及其研究團隊成員張小龍、張帆共同研發(fā)，相關論文ANovelAluminum–GraphiteDual-Ionbattery(一種新型鋁石墨雙離子電池)在線發(fā)表于能源材料優(yōu)秀期刊AdvancedEnergyMaterials上，并已申請2項pCT專利和1項我國發(fā)明專利。該項研究得到廣東省創(chuàng)新科研團隊、深圳市科技計劃項目和國家自然科學基金等項目的資助。
據(jù)統(tǒng)計，僅今年前兩個月，國內(nèi)動力鋰離子電池已經(jīng)累計有70億元的新增投資，而在去年可查的信息中，也有約超過千億元資金進駐了這一范疇。僅此兩項，就已經(jīng)有超過兩千億資金投入，這種投資速度前所未有，目前不僅是傳統(tǒng)車企，更加有大批業(yè)外資本蜂擁而入。一位投資圈人士表示。
目前全球對鋰離子電池的需求以每年7.7%的速度上升，其市場到2019年將達到1200億美元。十三五期間，我國國內(nèi)動力鋰離子電池總需求在170Gwh左右;電子數(shù)碼產(chǎn)品對鋰離子電池的需求增速比較穩(wěn)定，預計消費電池總需求為100Gwh左右，加上儲能消費電池總需求為30Gwh左右，合計超過300Gwh。這意味著在十三五期間，鋰離子電池需求年均勻增速將達到25%以上。新型雙離子電池的發(fā)現(xiàn)，為電動汽車電池行業(yè)帶來了新的可能。
