鉅大LARGE | 點擊量：561次 | 2023年01月05日
張久俊院士：鋰硫電池即將掀起新一輪電池革命
作為純電動汽車三大核心部件之一的動力鋰電池，從開始運用至今，一直充滿著技術線路的爭執(zhí)，從鈦酸鋰電池，到磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池，各有優(yōu)劣，但不可否認的是每一種類型電池的出現(xiàn)，不僅是對技術的追求，更是背后產(chǎn)業(yè)鏈的博弈。
在CATL、LG化學、國軒高科等電池制造大戶們兵戎相見時，另一條技術線路的電池正悄然跨步發(fā)展，或者可以這樣說，一旦商業(yè)化顛覆現(xiàn)有電池產(chǎn)業(yè)格局或許只是一夜間的事。
張久俊，加拿大皇家科學院院士、加拿大工程院院士、加拿大工程研究院院士，上海大學可持續(xù)能源研究院院長，國際電化學能源科學院創(chuàng)始人，2020年入選南京市專家，在浦口區(qū)創(chuàng)立了南京驪電新能源科技，從事鋰硫電池的研究和運用開發(fā)。
純電動汽車的續(xù)航能力跟動力鋰電池的能量密度相關，從目前新能源汽車推廣使用過程中發(fā)現(xiàn)，里程焦慮的情況依舊沒有得到根本改變。也正因此，無論是此前工信部《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》還是新能源汽車補貼中的硬性要求，都對動力鋰電池的能量密度提出了相應要求。而現(xiàn)實是，商業(yè)化中能量密度最高的三元鋰電池，其能量密度在300Wh/kg，已經(jīng)達到了極限，很難再有提升空間。
張久俊向記者表示，要想讓純電動汽車在常規(guī)路況下能有長續(xù)航能力，行業(yè)中普遍認為動力鋰電池的能量密度得達到500Wh/kg，而這個數(shù)值理論上能實現(xiàn)1000公里。關于這個技術指標，目前鋰硫電池和鋰空電池在理論上可以達到，其中，鋰空電池能量密度更高，理論上能達到3000Wh/kg，但受制于技術水平限制，目前只能在200Wh/kg以下，此外，鋰空電池的循環(huán)壽命也不夠，目前還無法達到商業(yè)運用。
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但鋰硫電池不相同，技術相對成熟，國內(nèi)目前能達到348Wh/kg，而驪電公司的試樣品，已達到500Wh/kg，遠超競爭對手。后面我們還將對電芯的負極進一步研發(fā)，同時優(yōu)化正極。張久俊表示，事實上，鋰硫電池也有天然的劣性，這也是為何其余研究機構遲遲沒有商業(yè)化的原因：首先是硫本身在充放電過程體積會膨脹數(shù)倍，進而導致容量衰減；其次，在充放電過程中，硫還會出現(xiàn)溶解，使用壽命大打折扣；另外，硫的導電性也很差。當然，這些問題，驪電新能源正優(yōu)化解決方法，比如說用導電的高聚物材料把硫牢牢捆住等方式。他們所研發(fā)的鋰硫電池還有一個科技進步的地方，就是循環(huán)壽命很高，目前普通鋰硫電池的循環(huán)壽命在100-200次，他們能達到900次，已符合普通汽車的生命周期。
此外，在鋰硫電池的安全性方面，張久俊坦言由于鋰枝晶的自然存在，目前業(yè)界尚未完全消除這一現(xiàn)象，但他們通過在電芯的正極上使用活躍性相對低的材料、降低電壓等方式，提升電池的安全性，總體來說，安全性比三元鋰電池要高多了。
鋰硫電池從技術、成本等角度上講離汽車動力鋰電池大規(guī)模商業(yè)化也只有一步之遙。張久俊表示，在鋰硫電池技術領域中，驪電新能源是離商業(yè)化市場最近的一個，預計未來將會成為千億級的公司。
換條道，或許是一片藍海
我國，新能源汽車的使用走在全球前沿，按照《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》（以下簡稱《規(guī)劃》），到2025年，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右。這一信號將層層傳導下去，無論是汽車主機廠還是配套商，都在依照《規(guī)劃》調(diào)整策略。
關于各地方產(chǎn)業(yè)而言，及時抓住政策導向，適時引入頭部研發(fā)機構、公司，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構變得尤為重要。在浦口區(qū)科技局的《2020年新能源汽車行業(yè)研究報告》看來，《規(guī)劃》公布之后，主流的動力鋰電池公司對上游資源及材料有較強的主導力，和主機廠也有較為密切的關聯(lián)，是供給側(cè)的主導核心，從目前發(fā)展來看，未來將會向著高能量密度、低成本、快充等技術方向發(fā)展。
市場決定一切，要從根本上解決新能源汽車里程焦慮，唯有降低電耗和提升電池能量密度。而原有電池能量密度已達到極限，嘗試更換一條線路未嘗不可，更何況現(xiàn)有研發(fā)機構已做出成品來，即將跨入商業(yè)運用。
