钜大LARGE | 点击量：575次 | 2023年06月26日
固态电池/钛酸锂离子电池/钠离子电池优点在哪？
北极星储能网获悉，近日，央视财经《经济半小时》播出了“新能源跑出加速度”专题，节目报道了储能电池、动力锂离子电池研究最新进展，固态电池加工线曝光，钛酸锂离子电池、钠离子电池哪几种优点？详细图文、视频如下。
“十三五”期间，我国新能源汽车的产销快速上升，持续五年位居全球第一，预计到今年年底新能源汽车的保有量将突破500万辆。同时，我国在新能源电池的核心技术方面也不断传来好消息，80岁的我国锂离子电池第一人陈立泉带着他的团队研发出了新型的电池材料。
新型纳米硅锂离子电池问世，容量是传统锂离子电池的5倍
80岁的我国工程院院士陈立泉是我国锂电产业的奠基人。上世纪80年代，陈立泉和团队在我国率先开展了固体电解质和锂二次电池研究。1996年，他带领科研团队在国内率先研制出锂离子电池，率先解决了国内锂离子电池规模化加工的科学技术与工程问题，实现了国内锂离子电池的产业化。
在江苏溧阳，陈立泉院士的得意门生李泓，带领团队经过二十多年的技术攻关，在一项锂离子电池关键原材料上获得了突破，并在2017年进行了量产。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
纳米硅负极材料是他们自主研发的新材料，用它做成的纽扣电池，其容量是传统石墨锂离子电池的5倍。
天目先导电池材料科技有限公司总经理罗飞
硅在自然界中广泛存在，储量丰富，砂子的重要成分就是二氧化硅。但是要把金属硅做成硅负极材料，就要进行特殊的生产处理。在实验室里，完成这样的生产处理并不是难事，但是要做成吨级的硅负极材料，这就要大量的技术攻关和试验。
中科院物理所从1996年就开始研究纳米硅，2012年开始做硅负极材料加工线，直到2017年才做出第一条加工线，而且不停地调整修正。经历过几千次的失败才批量加工出了硅负极材料。目前，溧阳这家厂年产锂离子电池硅负极材料可以达到2000吨。
假如说硅负极材料是未来提高锂离子电池能量密度的一个很好的选择，那么固态电池技术则是解决目前锂离子电池安全性、循环寿命等问题的一种公认的有效解决方法。当前很多国家都在积极布局固态电池的研制，我国在固态锂离子电池技术方面的研发也在与国际同步。
在溧阳的这家厂里，采用了李泓教授带领团队研发的固态锂离子电池的无人机，续航里程比同样规格的无人机，新增了20%。
奥秘都在这个黑褐色的材料上。据田启友解析，这就是他们正在加工的三元锂离子电池正极材料，这些涂布在铝箔片上的黑褐色材料，就是中科院物理研究所研制的固态化正极材料。
2018年，这里已经完成了300Wh/kg固态动力锂离子电池系统的设计开发，在车辆上搭载后，可以使整车续航里程新增一倍。2019年，中科院在江苏溧阳建立了固态电池中试加工线，今年五月，已经陆续有产品开始在消费电子类产品中使用。
不过，李泓告诉记者，这还不是完全意义上的全固态电池，而是在液态锂离子电池技术上不断优化的类固态电池，要想让汽车续航里程更远、手机待机时间更长、无人机飞得更高更远，就要研发更安全、更大容量的全固态电池。
新型电池层出不穷“电动我国”正在建设
不仅是中科院科物理所，很多公司也都在探索新能源电池的新技术、新材料。在广东珠海的一家新能源公司，一辆纯电动公交车在公司的充电示范区进行充电。
充电三分多钟，剩余电量就由33%上升到60%以上，仅仅8分钟，这辆公交车的电量就充满了，显示为99%。
梁工告诉记者，城市公交车线路固定、一个来回的公里数不会超过100公里，利用公交司机休息的时间充电，可以充分发挥钛酸锂离子电池充电快的优点，另外钛酸锂离子电池还有循环寿命长的优点。
在这家公司的电池研究院，有一块从2014年就开始进行充放电循环试验的钛酸锂离子电池，如今六年时间，充放电已超过3万次。
在另外一间实验室，技术人员给记者演示了钛酸锂离子电池跌落、针刺、切割试验，特别是钢针刺穿进电池之后，没有发生燃烧、冒烟等现象，而且电池还能正常使用，同样钛酸锂离子电池具有宽域的环境温度。
尽管钛酸锂离子电池有长寿命、高安全、充电快的优点，但是钛酸锂离子电池的能量密度不够高，只有锂离子电池的一半左右。因此，他们把目标市场放在了公交车、专用车辆，以及储能电站等对能量密度要求不高的应用场景。
在储能电池研发和产业化方面，中科院物理研究所研发的钠离子电池已经开启了商业化之路。相同的储电量，钠离子电池相比铅酸蓄电池，不仅体积小，而且重量大大减轻，同样体积钠离子电池的重量不到铅酸蓄电池的30%。在一款低速电动观光车上，同样的空间，储存的电量新增了60%。
2011年，同样师从陈立泉院士的中科院物理所研究员胡勇胜带领团队，开始致力于钠离子电池技术的研发，经过的10年技术攻关，开发出了钠离子电池，在国内以及全球钠离子电池底层研发及产品应用领域都处于领先地位。
相比锂离子电池，钠离子电池最大的一个优点就是原材料分布广泛、价格便宜。加工负极材料的原料就是经过洗选的煤炭，每吨的价格不到一千元，远远低于几万元一吨的石墨价格。而另一种材料碳酸钠，同样资源量丰富，价格便宜。
钠离子电池不易燃烧，安全性好，在零下40摄氏度都可以工作，但是能量密度不如锂离子电池，目前只能用在低速电动汽车、储能电站等对能量密度要求较低的领域。不过，钠离子电池的目标是用做储能设备，目前已经开发出100千瓦时的储能电站系统。
有关未来动力锂离子电池、储能电池发展的方向，我国工程院院士陈立泉认为，安全性和成本仍然是动力锂离子电池、储能电池等技术攻关的核心要求。在传统能源紧缺的情况下，储能电池能够促进可再生能源并网应用，改善峰谷用电矛盾，形成绿色、可持续的能源结构。
【半小时观察】攻克新能源发展的“痛点”
中央有关“十四五”规划的建议中，将新能源、新能源汽车同新一代信息技术、生物技术、高端装备、特种航天、海洋装备等列为要加快发展的战略性新兴产业。同时指出，要构建战略性新兴产业上升引擎，培育新技术、新产品、新业态、新模式。
在节目中我们看到，科研机构、产业化公司，正在通过不同的技术路线，攻克新能源发展的“痛点”。目前，我国新能源产业发展虽然取得了一定的先发优点，但仍面对发展短板的问题，核心技术也有待突破，这些都等待着勇敢者们用智慧去攀登，用坚持来跨越。
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