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中国工程院吴锋:提升能量密度时,如何降低成本/保证安全

章涟漪

提升电池能量密度已成为电动汽车发展关键指标。12月24日,2017第七届中国新能源汽车动力电池峰会在广东清远召开。会上,中国工程院院士、北京理工大学教授吴锋发表主题演讲,介绍了如何在提升能量密度前提下保证电池安全性、降低成本。

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中国工程院院士、北京理工大学教授吴锋

吴锋指出,由于产生电池安全性问题并非单一因素,应该对其进行全面认识,通过探究电池盒安全阔值边界,提高电池系统安全性,对化成、注液等关键制备工艺和设备的升级改造,来提升电池制造、使用的安全性。

由于锂离子电池本身的需求,今年原材料价格大幅上涨。按照需求推算,到2035年,需求呈爆发式增长时,材料价格还要涨。对此,吴锋建议,可以通过研究新材料、延长寿命等降低成本。

此外,降低成本还可以通过废旧锂离子电池回收和资源化利用实现。吴锋表示,到2020年,我国动力电池累计报废量预计将达到17万吨,应该要发展废旧锂电池回收技术,全产业发力,重点环节突破。“我们团队在研究天然有机酸,用于电池回收技术。”

在吴锋看来,动力电池的发展离不开对其安全性的保障,从某种意义上说,没有安全性,动力电池就是汽车炸弹,解决动力电池安全性问题要从多角度出发,从全系统入手,引入一些新概念,有助于动力电池安全性的提高。

而实现动力电池电池低成本途径在于提高电池比能量和循环稳定性,寻找低成本材料,更新电池材料体系,变革制备工艺,实现废旧电池的有效回收与再生、打造产业链,强强联合、资源共享。

以下为中国工程院院士、北京理工大学教授吴锋演讲实录(略有删减):

我国从2011年到2016年,电动汽车年销量从不足5000辆发展到50.7万辆,保有量从1万辆提升到100万辆,占据全球50%。短短6年,提升了100倍。

目前,提升电池能量密度已成为电动汽车发展关键指标。除了动力技术以外,从全球新能源汽车发展趋势来讲,车辆智能化技术变革,是发展趋势。汽车智能化实际上也隐含着汽车电动化的必然。

作为电动汽车来讲,除了是交通工具,它还具备进行能源转换能力。所以以电动汽车为储能终端的能源互联网、汽车互联网、信息互联网间相互融合,是今后可能的一个发展趋势。

“十三五”目标中包括单体及成组锂离子电池能量密度、安全和成本等。

要提高电池续驶里程,需要高比能量电池。而在追求高比能量时,由于热度等原因可能会引起汽车燃烧爆炸,这又涉及到如何提高电池安全性问题。

由于产生电池安全性问题并非单一因素,应该在全面认识应用环境下电池反应机制及其伴生副反应的基础上,多角度、系统提高锂离子电池的安全可靠性。包括电池设计、电池系统安全性技术等综合解决落地。通过探究电池盒安全阔值边界,提高电池系统安全性,对化成、注液等关键制备工艺和设备的升级改造,来提高电池制造、使用的安全性。

在安全性材料方面,我们研究了温度敏感电极,陶瓷高强隔膜,安全电解质,通过三者协同配合提高电池的安全性。锂离子电池和液晶电池不同源于它的液体是有机的,并且可以提高温度适应性。

下面我想讲一下降低成本的问题。

由于锂离子电池本身的需求,今年原材料价格大幅上涨。按照需求推算,到2035年,需求呈爆发式增长时,材料价格还要涨。那么怎么来降低成本?

低成本也可以通过长寿命实现,如果你锂离子电池寿命长,同样也起到低成本的作用。

此外,锂硫电池为多电子反应,其理论能量密度高达2600Wh/kg,为国际所瞩目。如果我们能够把石油化工的,能够把它作为锂硫电的原料,可能也会对成本降低有很大的好处。当然,这个属于在研究的范畴。

另外,锂硫电池里面一种长寿命、低成本的,基于氧化锌纳米片的导电插层,这个也对降低成本有好处。

此外,还可以通过废旧锂离子电池的回收和资源化利用实现。这一方面降低对环境压力,一方面可实现降低成本。

到2020年,我国动力电池累计报废量预计将达到17万吨,应该要发展废旧锂电池的回收技术,全产业发力,重点环节突破,进行研究。

动力电池的发展离不开对其安全性的保障,从某种意义上说,没有安全性,我们所做的就不是动力电池,而是汽车炸弹,解决动力电池安全性问题要从多角度出发,从全系统入手,引入一些新概念,有助于动力电池安全性的提高。

实现动力电池电池低成本途径在于提高电池比能量和循环稳定性,寻找低成本材料,更新电池材料体系,变革制备工艺,实现废旧电池的有效回收与再生、打造产业链,强强联合、资源共享。当马化腾、刘强东、雷军、俞敏洪联手推出“蔚来ES8”电动车时,引起新的震动,全国汽车界动力电池界除了拭目以待外,还应该核心思考和行动。

最后用看到的一句话来结束:这是一个无边界的时代,每一个行业都在整合,都在交叉,都在相互渗透,如果原来你一直获利的产品或产业,在另外一个人手里突然变成一种免费的增值服务,你又如何竞争?如何生存?如果你有很多经验和积累,请先甩掉它,因为它成为一种累赘和负担,如果你初出江湖一无所有,请不要胆怯,因为这崭新的世界就是为你而准备,永远不要沾沾自喜,因为你的对手是谁都不知道。

(速记未经本人审核)

来源:第一电动网

作者:章涟漪

本文地址:https://www.d1ev.com/news/renwu/60107

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