钜大LARGE | 点击量:620次 | 2022年06月30日
我国工程院吴锋:提升能量密度时,如何降低成本/保证安全
由于锂电池本身的需求,今年原材料价格大幅上涨。按照需求推算,到2035年,需求呈爆发式上升时,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。
提升电池能量密度已成为电动汽车发展关键指标。十二月二十四日,2017第七届我国新能源汽车动力锂电池峰会在广东清远召开。会上,我国工程院院士、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。
我国工程院院士、北京理工大学教授吴锋
吴锋指出,由于出现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,需求呈爆发式上升时,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。
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%
此外,降低成本还可以通过废旧锂电池回收和资源化利用实现。吴锋表示,到2020年,我国动力锂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,动力锂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,动力锂电池就是汽车炸弹,解决动力锂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,有助于动力锂电池安全性的提高。
而实现动力锂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和再生、打造产业链,强强联合、资源共享。
以下为我国工程院院士、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电池能量密度、安全和成本等。
要提高电池续驶里程,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。
由于出现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,需求呈爆发式上升时,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,假如你锂电池寿命长,同样也起到低成本的用途。
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。假如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,我国动力锂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。
我们研究了一种叫做天然有机酸,用于电池回收技术。我们团队是由北京理工大学和武汉大学、清华大学、厦门大学一起承担。
动力锂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锂电池,而是汽车炸弹,解决动力锂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,有助于动力锂电池安全性的提高。
实现动力锂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和再生、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"电动汽车时,引起新的震动,全国汽车界动力锂电池界除了拭目以待外,还应该核心思考动力锂电池回收。
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,假如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?假如你有很多相关相关经验和积累,请先甩掉它,因为它成为一种累赘和负担,假如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了解。