鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年07月31日
鋰電池遠(yuǎn)未觸及天花板
四部委印發(fā)《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》,對(duì)電池性能、產(chǎn)能、安全性、材料和裝備提出明確要求。面對(duì)1000億瓦時(shí)的跨越式發(fā)展圖景,產(chǎn)業(yè)界當(dāng)如何面對(duì)“層出不窮”的新技術(shù)?
中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)材料科學(xué)與工程研究院院長(zhǎng)南策文,他認(rèn)為,全固態(tài)鋰電池會(huì)極大提高安全性和性能,但在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之前,尚需不斷提升現(xiàn)有技術(shù)。未來(lái),隨著新型材料的不斷發(fā)現(xiàn),鋰電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間無(wú)限。
南策文說(shuō):和一般人理解不同,鋰離子電池和普通電子元器件不一樣,實(shí)際上是個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)。比如正極、負(fù)極是多種材料復(fù)合在一起的,電解液和隔膜也可是多種的混合物。
全固態(tài)電池看似簡(jiǎn)單,其實(shí)也很復(fù)雜。比如,液態(tài)鋰離子電池的正極層中,包含了正極活性物質(zhì),導(dǎo)電劑、電解液、粘結(jié)劑等多種成分,假如換成全固態(tài)電解質(zhì),因?yàn)檎龢O層中沒(méi)有電解液滲透,多種成分的配比組合問(wèn)題會(huì)很復(fù)雜。做液態(tài)鋰離子電池就像我們和沙子攪水泥鋪地面,加水就可以讓石子、沙子與水泥調(diào)和,但是在全固態(tài)電池沒(méi)有液態(tài)物質(zhì)參與,如何解決固態(tài)跟固態(tài)材料的界面問(wèn)題并保證有效物質(zhì)的活性,挑戰(zhàn)很大。
單體電池的能量密度要達(dá)到300瓦時(shí)/千克,在現(xiàn)有技術(shù)體系上研發(fā)新產(chǎn)品,難度也不小。一旦超過(guò)400~500瓦時(shí)/千克,則更需要新的突破。從技術(shù)上來(lái)說(shuō),演進(jìn)路線是按照時(shí)間進(jìn)行的,但不同技術(shù)水平的電池并不是你死我活的關(guān)系,可能是并存共生的格局。這意味著,并不是出現(xiàn)新一代電池后,其它電池就會(huì)完全淘汰,可能是一個(gè)逐漸交替的過(guò)程,而且也可能并存較長(zhǎng)時(shí)間。以鉛酸電池為例,雖然其能量密度較低,污染也較大,但到目前為止,鉛酸電池并未被鋰離子電池完全取代,而且發(fā)展得也挺好。原因就在于其成本低、安全性還可以,而且較好解決了回收循環(huán)利用等問(wèn)題,所以至今一直還和鋰離子電池并存。不同電池有各自不同特點(diǎn),存在于不同的適合自身的應(yīng)用領(lǐng)域。
電池的能量密度是需要綜合考慮正極和負(fù)極材料,如果發(fā)現(xiàn)新的正極材料,比容量和電壓比三元或者現(xiàn)有材料要高出很多,電池的能量密度還要上漲。鋰電池的極限,或者天花板,至少目前從技術(shù)上還看不到。如果非要確定相對(duì)的極限,作為高出目前鋰離子電池能量密度一個(gè)多數(shù)量級(jí)的鋰空氣電池,也許可以想象為極限(理論能量密度約為3500瓦時(shí)/千克),但700瓦時(shí)/千克不是極限。










