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【年终盘点】2017年锂电行业十大技术热点

导读: 光阴似箭,日月如梭。2017年已临近尾声,在新年来临之际,小编此前为大家盘点了锂电行业十大热门事件。今年,锂电行业大大小小的技术时有公布,小编根据相关技术的影响深度,盘点了锂电行业十大技术热点。

五、新型锂负极电池技术

中国科学院物理研究所李云明博士、胡勇胜研究员等利用水热方法得到了一种硬碳微球,接着又利用棉花作为前驱体通过一步碳化法得到了一种硬碳微管,虽然硬碳具有优异的储钠性能,但是其高昂成本限制了产业化应用。接着他们提出在软碳前驱体沥青中加入第二相例如硬碳前驱体,利用二者之间的相互作用得到了一种无序度较高的非晶碳材料,并且这种复合前驱体具有较高的产碳率(60%左右),作为钠离子电池的负极材料,其展现了高达250 mAh/g的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。

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3月初,他们在钠离子电池碳基负极材料上取得了突破,采用成本更加低廉的无烟煤作为前驱体,通过简单的粉碎和一步碳化得到了一种具有优异储钠性能的碳负极材料。裂解无烟煤得到的是一种软碳材料,但不同于来自于沥青的软碳材料,在1600 °C以下仍具有较高的无序度,产碳率高达90%,储钠容量达到220 mAh/g,循环稳定性优异。最重要的是在所有的碳基负极材料中具有最高的性价比。其应用前景也在软包电池中得以验证,以其作为负极和Cu基层状氧化物作为正极制作的软包电池的能量密度达到100 Wh/kg,在1 C 充放电倍率下容量保持率为80%,-20 ℃下放电容量为室温的86%,循环稳定,并通过了一系列适于锂离子电池的安全试验。

【OFweek视角】

从硬碳微球材料到沥青软碳材料,再到裂解无烟煤提取软碳材料,从科学研究,无法商业应用,再到成本降低,在软包电池上通过安全验证……这里面凝聚的是我国科研人员的智慧结晶。低成本钠离子电池的开发成功将有望率先应用于低速电动车,实现低速电动车的无铅化,随着技术的进一步成熟,将推广到通讯基站、家庭储能、电网储能等领域。

六、 薄片式电池技术

根据报告显示,美国司机平均每天驾驶汽车行驶30英里(48公里),虽然电动汽车充电一次的续航相当于上述数字的3倍,不过还是有许多人不愿意购买。

这就是所谓的“里程担忧”问题,不过一个科学家团队试图化解这个问题。

德国工研院移动能源存储系统项目经理沃尔特与一个团队携手合作,正在研究一种新电池,它可以让电动汽车充电一次续航620英里(1000公里)。

该项目于3年前启动,当时德国工研院与同蒂森克虏伯系统工程、IAV汽车工程的研究人员聚在一起,讨论如何改进汽车锂电池的能源密度。他们将目光转向了流行的全电动汽车特斯拉,由此开始研究。

要达到让续航里程达到1000公里,有一个办法,那就是优化电池材料,让它存储更多的能量;此外,还有另一种办法,那就是改进系统的整体设计。

每一个电芯大约50%的空间被组件占据,比如外壳、正极、负极、电解质(一种液体,让带电粒子移动)。如果将电芯装进汽车需要的空间更大,因为要用线将电池与汽车的电力系统连接起来。这种设计浪费空间。于是科学家决定调整电池的整体设计。科学家剔除封装单个电池的外壳,用薄片式设计取代圆柱形设计。金属片上涂有能源存储材料,它是用粉末陶瓷和聚合物粘合剂制造的。金属片的一侧是正级,另一侧是负极。

研究人员将所谓的双极性电极一个一个堆叠起来,如同将一张张纸叠起来一样,电极之间用薄薄的电解液分开,里面还有一种材料防止电荷短路。然后科学家将叠起来的薄片封装,规格约为10平方英尺(1平方米),它的上部与下部与汽车电力系统连接。

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研究人员的最终目标就是开发一个电池系统,空间大小与特斯拉汽车或者其它电动汽车的电池一样。在相同的空间内可以放进更多的电极,存储更多的电能。他们的目标是在2020年之前在汽车上测试系统。

【OFweek视角】

特斯拉的Model S 100D安装100千瓦时电池组,续航里程约为335英里。电池组包含了8000个锂离子电芯,每一个都装在圆柱外壳中。通过改进锂电系统的整体设计,可在相同体积内实现更大的电池容量,提高电动车的续航能力。

这种设计方法对于目前的急需提高续航能力的车企来说,不失为一个好途径。因为相对于优化电池材料而言,改进锂电系统的整体设计相对简单,且能快速实现提高电池续航。

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