鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:632次 | 2022年06月30日
我國(guó)工程院吳鋒:提升能量密度時(shí),如何降低成本/保證安全
由于鋰電池本身的需求,今年原材料價(jià)格大幅上漲。按照需求推算,到2035年,需求呈爆發(fā)式上升時(shí),材料價(jià)格還要漲。對(duì)此,吳鋒建議,可以通過(guò)研究新材料、延長(zhǎng)壽命等降低成本。
提升電池能量密度已成為電動(dòng)汽車發(fā)展關(guān)鍵指標(biāo)。十二月二十四日,2017第七屆我國(guó)新能源汽車動(dòng)力鋰電池峰會(huì)在廣東清遠(yuǎn)召開。會(huì)上,我國(guó)工程院院士、北京理工大學(xué)教授吳鋒發(fā)表主題演講,介紹了如何在提升能量密度前提下保證電池安全性、降低成本。
我國(guó)工程院院士、北京理工大學(xué)教授吳鋒
吳鋒指出,由于出現(xiàn)電池安全性問(wèn)題并非單一因素,應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行全面認(rèn)識(shí),通過(guò)探究電池盒安全闊值邊界,提高電池系統(tǒng)安全性,對(duì)化成、注液等關(guān)鍵制備工藝和設(shè)備的升級(jí)改造,來(lái)提升電池制造、使用的安全性。
由于鋰電池本身的需求,今年原材料價(jià)格大幅上漲。按照需求推算,到2035年,需求呈爆發(fā)式上升時(shí),材料價(jià)格還要漲。對(duì)此,吳鋒建議,可以通過(guò)研究新材料、延長(zhǎng)壽命等降低成本。
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%
此外,降低成本還可以通過(guò)廢舊鋰電池回收和資源化利用實(shí)現(xiàn)。吳鋒表示,到2020年,我國(guó)動(dòng)力鋰電池累計(jì)報(bào)廢量預(yù)計(jì)將達(dá)到17萬(wàn)噸,應(yīng)該要發(fā)展廢舊鋰電池回收技術(shù),全產(chǎn)業(yè)發(fā)力,重點(diǎn)環(huán)節(jié)突破。"我們團(tuán)隊(duì)在研究天然有機(jī)酸,用于電池回收技術(shù)。"
在吳鋒看來(lái),動(dòng)力鋰電池的發(fā)展離不開對(duì)其安全性的保障,從某種意義上說(shuō),沒(méi)有安全性,動(dòng)力鋰電池就是汽車炸彈,解決動(dòng)力鋰電池安全性問(wèn)題要從多角度出發(fā),從全系統(tǒng)入手,引入一些新概念,有助于動(dòng)力鋰電池安全性的提高。
而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鋰電池電池低成本途徑在于提高電池比能量和循環(huán)穩(wěn)定性,尋找低成本材料,更新電池材料體系,變革制備工藝,實(shí)現(xiàn)廢舊電池的有效回收和再生、打造產(chǎn)業(yè)鏈,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、資源共享。
以下為我國(guó)工程院院士、北京理工大學(xué)教授吳鋒演講實(shí)錄(略有刪減):
我國(guó)從2011年到2016年,電動(dòng)汽車年銷量從不足5000輛發(fā)展到50.7萬(wàn)輛,保有量從1萬(wàn)輛提升到100萬(wàn)輛,占據(jù)全球50%。短短6年,提升了100倍。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
目前,提升電池能量密度已成為電動(dòng)汽車發(fā)展關(guān)鍵指標(biāo)。除了動(dòng)力技術(shù)以外,從全球新能源汽車發(fā)展趨勢(shì)來(lái)講,車輛智能化技術(shù)變革,是發(fā)展趨勢(shì)。汽車智能化實(shí)際上也隱含著汽車電動(dòng)化的必然。
作為電動(dòng)汽車來(lái)講,除了是交通工具,它還具備進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換能力。所以以電動(dòng)汽車為儲(chǔ)能終端的能源互聯(lián)網(wǎng)、汽車互聯(lián)網(wǎng)、信息互聯(lián)網(wǎng)間相互融合,是今后可能的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
"十三五"目標(biāo)中包括單體及成組鋰電池能量密度、安全和成本等。
要提高電池續(xù)駛里程,要高比能量電池。而在追求高比能量時(shí),由于熱度等原因可能會(huì)引起汽車燃燒爆炸,這又涉及到如何提高電池安全性問(wèn)題。
由于出現(xiàn)電池安全性問(wèn)題并非單一因素,應(yīng)該在全面認(rèn)識(shí)應(yīng)用環(huán)境下電池反應(yīng)機(jī)制及其伴生副反應(yīng)的基礎(chǔ)上,多角度、系統(tǒng)提高鋰電池的安全可靠性。包括電池設(shè)計(jì)、電池系統(tǒng)安全性技術(shù)等綜合解決落地。通過(guò)探究電池盒安全闊值邊界,提高電池系統(tǒng)安全性,對(duì)化成、注液等關(guān)鍵制備工藝和設(shè)備的升級(jí)改造,來(lái)提高電池制造、使用的安全性。
在安全性材料方面,我們研究了溫度敏感電極,陶瓷高強(qiáng)隔膜,安全電解質(zhì),通過(guò)三者協(xié)同配合提高電池的安全性。鋰電池和液晶電池不同源于它的液體是有機(jī)的,并且可以提高溫度適應(yīng)性。
下面我想講一下降低成本的問(wèn)題。
由于鋰電池本身的需求,今年原材料價(jià)格大幅上漲。按照需求推算,到2035年,需求呈爆發(fā)式上升時(shí),材料價(jià)格還要漲。那么怎么來(lái)降低成本?
低成本也可以通過(guò)長(zhǎng)壽命實(shí)現(xiàn),假如你鋰電池壽命長(zhǎng),同樣也起到低成本的用途。
此外,鋰硫電池為多電子反應(yīng),其理論能量密度高達(dá)2600Wh/kg,為國(guó)際所矚目。假如我們能夠把石油化工的,能夠把它作為鋰硫電的原料,可能也會(huì)對(duì)成本降低有很大的好處。當(dāng)然,這個(gè)屬于在研究的范疇。
另外,鋰硫電池里面一種長(zhǎng)壽命、低成本的,基于氧化鋅納米片的導(dǎo)電插層,這個(gè)也對(duì)降低成本有好處。
此外,還可以通過(guò)廢舊鋰電池的回收和資源化利用實(shí)現(xiàn)。這一方面降低對(duì)環(huán)境壓力,一方面可實(shí)現(xiàn)降低成本。
到2020年,我國(guó)動(dòng)力鋰電池累計(jì)報(bào)廢量預(yù)計(jì)將達(dá)到17萬(wàn)噸,應(yīng)該要發(fā)展廢舊鋰電池的回收技術(shù),全產(chǎn)業(yè)發(fā)力,重點(diǎn)環(huán)節(jié)突破,進(jìn)行研究。
我們研究了一種叫做天然有機(jī)酸,用于電池回收技術(shù)。我們團(tuán)隊(duì)是由北京理工大學(xué)和武漢大學(xué)、清華大學(xué)、廈門大學(xué)一起承擔(dān)。
動(dòng)力鋰電池的發(fā)展離不開對(duì)其安全性的保障,從某種意義上說(shuō),沒(méi)有安全性,我們所做的就不是動(dòng)力鋰電池,而是汽車炸彈,解決動(dòng)力鋰電池安全性問(wèn)題要從多角度出發(fā),從全系統(tǒng)入手,引入一些新概念,有助于動(dòng)力鋰電池安全性的提高。
實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鋰電池電池低成本途徑在于提高電池比能量和循環(huán)穩(wěn)定性,尋找低成本材料,更新電池材料體系,變革制備工藝,實(shí)現(xiàn)廢舊電池的有效回收和再生、打造產(chǎn)業(yè)鏈,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、資源共享。當(dāng)馬化騰、劉強(qiáng)東、雷軍、俞敏洪聯(lián)手推出"蔚來(lái)ES8"電動(dòng)汽車時(shí),引起新的震動(dòng),全國(guó)汽車界動(dòng)力鋰電池界除了拭目以待外,還應(yīng)該核心思考動(dòng)力鋰電池回收。
最后用看到的一句話來(lái)結(jié)束:這是一個(gè)無(wú)邊界的時(shí)代,每一個(gè)行業(yè)都在整合,都在交叉,都在相互滲透,假如原來(lái)你一直獲利的產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè),在另外一個(gè)人手里突然變成一種免費(fèi)的增值服務(wù),你又如何競(jìng)爭(zhēng)?如何生存?假如你有很多相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和積累,請(qǐng)先甩掉它,因?yàn)樗蔀橐环N累贅和負(fù)擔(dān),假如你初出江湖一無(wú)所有,請(qǐng)不要膽怯,因?yàn)檫@嶄新的世界就是為你而準(zhǔn)備,永遠(yuǎn)不要沾沾自喜,因?yàn)槟愕膶?duì)手是誰(shuí)都不了解。