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中科院院士：中国300wh/kg动力电池已研发完成 丰田的固态电池不稀奇

2018-01-09 10:57:42 来源:建约车评 作者:车评君　 点击量： 评论 (0)
让特斯拉Model 3限于难产的就是其著名的动力电池2170，据说比能量约为280瓦时 公斤。最新的消息是，中国的高镍三元锂电池，比能量超过300
让特斯拉Model 3限于难产的就是其著名的动力电池2170，据说比能量约为280瓦时/公斤。
 
最新的消息是，中国的高镍三元锂电池，比能量超过300瓦时/公斤，已完成研发。
 
中国电动车百人会执行副理事长、中国科学院院士欧阳明高先生明确指出，宁德时代、天津力神、国轩高科等几只团队，已经基本实现了300瓦时/公斤动力电池的研发。
 
欧阳明高指出，国家原计划希望在2020年，达成比能量达到300瓦时/公斤动力电池的量产目标，是确定无疑的，甚至有机会冲击比能量350瓦时/公斤。
 
2018年1月7日，在中国电动车百人会举行的一次媒体发布会，该组织执行副理事长欧阳明高发表演讲，就2018年-2030年，全球动力电池的技术路线，阶段性目标以及热点问题进行阐述。
 
一些重要的观点简介如下：
 
1、2020年，产业化的300瓦时/公斤的动力电池取得了实质性突破，单体比能量达到350瓦时/公斤、系统260瓦时/公斤是我们力争的目标。
 
2、中科院宁波材料所跟赣锋锂业合作，正在推进产业化，计划2019年量产固态锂离子电池。
 
3、丰田做的不是全固态锂金属电池，做的是固态锂离子电池，它的负极是石墨类(因此难度是小很多的)。
 
4、锂硫、锂空气电池方面，目前国内外进展相对缓慢，2017年没有看到突破性的进展。
 
5、全固态锂电池会在2025-2030年之间取得突破。
 
更详细内容，请看欧阳明高先生的演讲全文：
 
今年年会(1月21日)做报告我也将代表总体专家组，做技术报告。技术问题非常多，我现在重点关注有三个问题：电池、电耗、充电。
 
第一个，零部件层面、核心技术层面我想动力电池肯定是关键，燃料电池当然也很关键，我现在挑一个年度进展最大的，因为技术进展太多了。
 
第二个，整车技术。我今年关注的不是里程，是电动车的电耗，这是当前整车集成技术的核心问题。我今年年会也会讲这个问题。
 
第三个，从整个新能源汽车推广应用的系统工程来讲，充电技术正在经历需求大增长，技术大发展的时期。需要重点关注。
 
所以我在百人会年会大概会讲这么三个问题，但今天我只挑一个问题，就是纯技术的电池问题。
 
一、国内动力电池的主要技术进展。
 
第一方面，2020年要产业化的300瓦时/公斤的动力电池取得了实质性突破。
 
目前新能源汽车专项里面有三个团队：一个是宁德时代新能源、一个是天津力神、一个是合肥国轩。这三个团队目前基本上采用的技术路线大同小异，正极高镍三元，负极是硅碳。这个电池技术指标已经接近应用要求，可以说有重大进展。
 
比能量都已经达到目标了，宁德时代的能量密度达到304瓦时/公斤，其他两家也差不多。循环寿命上，宁德时代也基本上在1000次左右，当然还有部分企业安全性标准还没有完全满足，宁德时代安全性也全部通过。
 
300瓦时/公斤的单体，大概能做出200-210瓦时/公斤的电池系统，因为他们基本上是软包电池，不是方形电池。
 
我们2017年年底、2018年年初单体能量密度大概达到230瓦时/公斤，系统大约150瓦时/公斤。
 
在2018、2019年我们还需要再提高50~70瓦时/公斤，这个我认为是可以做到的。至于在2020年，单体比能量达到350瓦时/公斤、系统260瓦时/公斤是我们力争的目标。
 
第二方面，到2025年时，希望冲击单体电池400瓦时/公斤的产业化目标。
 
单体300瓦时/公斤，变的是负极从碳变成硅碳，要达到400瓦时/公斤我们要变的是正极。目前可选的正极有好几种，我们“新能源汽车重大专项”取得突破性进展的是高容量富锂锰基正极材料。
 
有两个单位承担了前沿基础项目，一个是中科院物理所，改善了富锂锰基正极循环的电压衰减。达到的指标是100周之后电压衰减降到了2%以内，应该说这是一个重大的进展。
 
另外一个是北京大学的团队，首次研制出了比容量400毫安时/克的富锂锰基正极，对于400瓦时/公斤应该是没有问题的，甚至可能更高。
 
第三方面，更加前沿的，是固态电池。
 
固态电池国内有多家研究机构和产业单位在做，包括中科院青岛能源所、中科院宁波材料所，中科院物理所等，也包括宁德时代新能源、中航锂电等。
 
最近中科院宁波材料所跟赣锋锂业合作，正在推进产业化，计划2019年量产固态锂离子电池。
 
应当说固态电池无疑是2017年全球电池领域最热的一个技术名词，所以下面我以固态电池为例来介绍全球动力电池技术热点。
 
二、全球电池技术热点：全固态锂电池技术概况
 
全固态锂电池，这几个词每一个字都不能少、不能变，比方说“全固态”跟“固态”是不一样的，“锂电池”和“锂离子电池”不是一个概念。
 
所谓“全固态锂电池”是一种在工作温度区间内所使用的电极和电解质材料均呈固态，不含任何液态组份的锂电池，所以我们全称是“全固态电解质锂电池”。
 
这个全固态锂电池又分成全固态锂一次电池和全固态锂二次电池。
 
一次电池其实已经有用的，全固态锂二次电池又分成全固态锂离子电池和锂金属电池。这两个概念又要区别，所谓全固态金属锂电池，就是它的负极用的是锂金属，我们现在负极大家知道用的是碳或者硅碳或者钛酸锂。
 
全固态锂电池的概念比锂离子电池出现的更早。大家知道锂离子电池只出现了25年左右，是日本人发明的，到现在25年，真正到车上用就10多年，所以很年轻但是进步很快。
 
早期所指的全固态锂电池，都是指金属锂为负极的全固态金属锂电池，所以一说全固态往往说到这个，就是说全固态的是以锂金属为负极的。
 
全固态锂电池有几个潜在的技术优势：
 
第一，比方说安全性高。因为它没有有机溶剂作为电解质引发电解液燃烧问题。
 
第二，能量密度高。这个要说明的是，固态电解质的密度和使用量高于液态电解质，在正负极材料相同的时候，他的优势是不明显的。但如果有了固态电解质之后就没有电解液泄漏问题，所以它可以一片片全部叠起来，不像我们非要搞一个软包包起来，这样体积比能量就会高。
 
第三，正极材料选择的范围宽。因为负极是锂金属，正极不含锂都可以。还有，电解质的电压窗口会更宽些，正极材料选择范围也就大，比能量也可以提高。
 
第四，系统比能量高。由于电解质无流动性，可以方便地通过内串联组成高电压单体，利于电池系统成组效率和能量密度的提高。
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