中國粉體網(wǎng)訊 近日，有媒體報道,，電動汽車制造商菲斯克（Fisker）剛剛申請了一項固態(tài)電池專利,，這項專利使得電動汽車的續(xù)航能力提高到令人震驚的804公里，充電時間也縮短到一分鐘,。
在國內(nèi),，動力電池作為發(fā)展電動汽車的核心部件之一，一直是電池領(lǐng)域研究的熱點,。在2016年啟動的國家重點研發(fā)計劃新能源汽車重點專項中,，中國科學院物理研究所清潔能源實驗室研究員李泓負責的“長續(xù)航動力鋰電池新材料與新體系研究”項目，旨在研發(fā)高能量密度,、高安全性鋰電池以提高電動汽車續(xù)航里程,，項目提出的研究鋰離子電池、半固態(tài)鋰硫電池,、固態(tài)鋰空氣電池三種長續(xù)航動力鋰電池,，或?qū)⒊蔀槲覈履茉雌嚨奈磥碇尽?/p>
挑戰(zhàn)電池極限能量密度
“提高動力電池電芯能量密度達到400Wh/kg以上，將有利于顯著提高電動汽車的續(xù)駛里程,。以北汽EV200為例,，400Wh/kg電芯，相當于800Wh/L以上體積能量密度,。保持現(xiàn)有電池包體積和每噸百公里電耗不變,，一次充電不僅可以續(xù)航620公里；還可以降低成本、延長使用壽命,，解決目前電動汽車與燃油車性能之間的較大差異,。”日前,，李泓接受科技日報記者采訪時說,。
作為國家新能源汽車動力電池研發(fā)整體布局的一個重要環(huán)節(jié)，該項目的任務(wù)是在產(chǎn)業(yè)鏈最前端開發(fā)400Wh/kg以上能量密度的新型電池,，積累高能量密度電池的關(guān)鍵基礎(chǔ)科學問題的認識與關(guān)鍵技術(shù),，并為企業(yè)同步開發(fā)300Wh/kg電芯提供重要參考依據(jù)和指導意見。
“長續(xù)航動力鋰電池新材料與新體系研究”研發(fā)團隊就是在該項目中承擔挑戰(zhàn)電池極限能量密度的任務(wù),。
量產(chǎn)電芯能量密度300Wh/kg可實現(xiàn)
記者從企業(yè)申報的公開研發(fā)方案中發(fā)現(xiàn)，對于300Wh/kg的鋰離子動力電池路線,，有項目團隊選擇了高鎳正極和納米硅碳負極,。
“從最近的進展看，量產(chǎn)電芯能量密度達到300Wh/kg的技術(shù)指標可以實現(xiàn),�,！崩钽f。
在近期的新體系電池研究方面,，“長續(xù)航動力鋰電池新材料與新體系研究”研發(fā)團隊采用的富鋰材料為正極,，硅碳材料為負極的電芯能量密度達到了348Wh/kg，而以富鋰材料為正極,、金屬鋰為負極的電芯比能量達到573Wh/kg,；鋰硫電池比能量達到600Wh/kg；一次鋰空電池比能量達到780Wh/kg,。
“超過300Wh/kg的高能量密度電池的開發(fā),，負極含有金屬鋰是一個重要的共性技術(shù)。一些研究團隊提出采用固體電解質(zhì)或混合固液電解質(zhì),，來解決使用或含有金屬鋰負極的電池面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn),。”李泓說,。
中國科學院在2013年11月布局了中國科學院戰(zhàn)略先導A類項目,，該項目同時支持了固態(tài)電池的開發(fā)，其中三個團隊分別在聚合物,、硫化物和原位固態(tài)化技術(shù)方面取得了進展,。
技術(shù)路線清晰但仍面臨挑戰(zhàn)
“目前開發(fā)生產(chǎn)的液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池的軟包電芯中，一般液體電解質(zhì)重量百分比為15%—25%,，負極為碳,、硅等。從長遠看,，未來需要發(fā)展全固態(tài)金屬鋰電池,，負極含有金屬鋰,，電池中不含任何液體�,！崩钽f,。
雖然技術(shù)路線較為清晰，但目前面臨很大的挑戰(zhàn),。李泓說,，從開發(fā)混合固液電解質(zhì)電池和全固態(tài)金屬鋰電池產(chǎn)業(yè)來看，需要重點開發(fā)固體電解質(zhì)和金屬鋰材料,，解決界面離子和電子傳輸,，以及體積形變、熱穩(wěn)定性問題,。多數(shù)制造設(shè)備可以通過采用現(xiàn)有鋰離子電池和一次金屬鋰電池產(chǎn)業(yè)的制造裝備來實現(xiàn),。
