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新能源汽车动力电池的蓝图如何绘就?

2016-02-16 10:04
木中君
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  里程焦虑 长远布局

  消费者最关心的电池问题如何解决?什么是纯电动汽车的核心技术,如何实现革命突破?“从长远考虑,以及参考美国、日本发布的技术路线的话,下一代动力电池首先是做第三代锂离子电池,接下来就是固体金属锂电池、锂硫电池、锂空电池等。”中国科学院物理研究所研究员李泓告诉《中国科学报》记者。

  “锂离子电池的能量密度亟待提高。”李泓说。如果单体能量密度做到300Wh/kg(瓦时每千克),一次充电续驶里程可以达到470公里,基本上就解决了消费者里程焦虑的问题,“但目前量产的动力电池能量密度仅为180Wh/kg的水平”。

  目前我国锂离子电池的体积能量密度与质量能量密度之比和汽车所需的成熟动力电池产品还有差距。从长远考虑,高容量硅负极材料体积膨胀还是很难解决的问题,金属锂在这方面显示了它的优势。

  据李泓介绍,金属锂现在主要面临的问题是在充放电过程中容易产生锂枝晶,有引起电池短路的可能,存在安全隐患。而锂空电池是开放体系,如果用液体电解质,电解质会挥发干净,没法长期使用。

  从以上方面考虑,应该采取固态电池的技术,李泓建议提前布局固态锂电池。去年在中国科学院物理所召开的第一届固态锂电池会议上,已经有公司展示了固态锂电池的好处,例如法国的聚合物锂电池在意外着火的情况下电池包仍然完好无损。“无机物作为电解质的电池更安全,这也可能是固态电池根本性的解决方案。”李泓说。

  “电池仍有很多方面需要研究,包括正极、固体电解质、金属锂负极等,最难的地方在界面,包括锂离子电池正极材料界面的设计。”李泓说,加快固态电池的研发关键就是把固体电解质材料做出来。“为了加快这个材料的研发,我们要采用材料基因组的方法,加快固态电池的研发速度,争取尽快实现固态电池产业化。” 

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