鉅大LARGE | 點擊量：1215次 | 2019年06月15日
如何在提升能量密度前提下保證電池安全性、降低成本
提升電池能量密度已成為電動汽車發(fā)展關(guān)鍵指標。12月24日，2017第七屆中國新能源汽車動力電池峰會在廣東清遠召開。會上，中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授吳鋒發(fā)表主題演講，介紹了如何在提升能量密度前提下保證電池安全性、降低成本。
吳鋒指出，由于產(chǎn)生電池安全性問題并非單一因素，應(yīng)該對其進行全面認識，通過探究電池盒安全闊值邊界，提高電池系統(tǒng)安全性，對化成、注液等關(guān)鍵制備工藝和設(shè)備的升級改造，來提升電池制造、使用的安全性。
由于鋰離子電池本身的需求，今年原材料價格大幅上漲。按照需求推算，到2035年，需求呈爆發(fā)式增長時，材料價格還要漲。對此，吳鋒建議，可以通過研究新材料、延長壽命等降低成本。
此外，降低成本還可以通過廢舊鋰離子電池回收和資源化利用實現(xiàn)。吳鋒表示，到2020年，我國動力電池累計報廢量預(yù)計將達到17萬噸，應(yīng)該要發(fā)展廢舊鋰電池回收技術(shù)，全產(chǎn)業(yè)發(fā)力，重點環(huán)節(jié)突破?！拔覀儓F隊在研究天然有機酸，用于電池回收技術(shù)?！?/p>
在吳鋒看來，動力電池的發(fā)展離不開對其安全性的保障，從某種意義上說，沒有安全性，動力電池就是汽車炸彈，解決動力電池安全性問題要從多角度出發(fā)，從全系統(tǒng)入手，引入一些新概念，有助于動力電池安全性的提高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
而實現(xiàn)動力電池電池低成本途徑在于提高電池比能量和循環(huán)穩(wěn)定性，尋找低成本材料，更新電池材料體系，變革制備工藝，實現(xiàn)廢舊電池的有效回收與再生、打造產(chǎn)業(yè)鏈，強強聯(lián)合、資源共享。
以下為中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授吳鋒演講實錄（略有刪減）：
我國從2011年到2016年，電動汽車年銷量從不足5000輛發(fā)展到50.7萬輛，保有量從1萬輛提升到100萬輛，占據(jù)全球50%。短短6年，提升了100倍。
目前，提升電池能量密度已成為電動汽車發(fā)展關(guān)鍵指標。除了動力技術(shù)以外，從全球新能源汽車發(fā)展趨勢來講，車輛智能化技術(shù)變革，是發(fā)展趨勢。汽車智能化實際上也隱含著汽車電動化的必然。
作為電動汽車來講，除了是交通工具，它還具備進行能源轉(zhuǎn)換能力。所以以電動汽車為儲能終端的能源互聯(lián)網(wǎng)、汽車互聯(lián)網(wǎng)、信息互聯(lián)網(wǎng)間相互融合，是今后可能的一個發(fā)展趨勢。
“十三五”目標中包括單體及成組鋰離子電池能量密度、安全和成本等。
要提高電池續(xù)駛里程，需要高比能量電池。而在追求高比能量時，由于熱度等原因可能會引起汽車燃燒爆炸，這又涉及到如何提高電池安全性問題。
由于產(chǎn)生電池安全性問題并非單一因素，應(yīng)該在全面認識應(yīng)用環(huán)境下電池反應(yīng)機制及其伴生副反應(yīng)的基礎(chǔ)上，多角度、系統(tǒng)提高鋰離子電池的安全可靠性。包括電池設(shè)計、電池系統(tǒng)安全性技術(shù)等綜合解決落地。通過探究電池盒安全闊值邊界，提高電池系統(tǒng)安全性，對化成、注液等關(guān)鍵制備工藝和設(shè)備的升級改造，來提高電池制造、使用的安全性。
在安全性材料方面，我們研究了溫度敏感電極，陶瓷高強隔膜，安全電解質(zhì)，通過三者協(xié)同配合提高電池的安全性。鋰離子電池和液晶電池不同源于它的液體是有機的，并且可以提高溫度適應(yīng)性。
下面我想講一下降低成本的問題。
由于鋰離子電池本身的需求，今年原材料價格大幅上漲。按照需求推算，到2035年，需求呈爆發(fā)式增長時，材料價格還要漲。那么怎么來降低成本？
低成本也可以通過長壽命實現(xiàn)，如果你鋰離子電池壽命長，同樣也起到低成本的作用。
此外，鋰硫電池為多電子反應(yīng)，其理論能量密度高達2600Wh/kg，為國際所矚目。如果我們能夠把石油化工的，能夠把它作為鋰硫電的原料，可能也會對成本降低有很大的好處。當然，這個屬于在研究的范疇。
另外，鋰硫電池里面一種長壽命、低成本的，基于氧化鋅納米片的導(dǎo)電插層，這個也對降低成本有好處。
此外，還可以通過廢舊鋰離子電池的回收和資源化利用實現(xiàn)。這一方面降低對環(huán)境壓力，一方面可實現(xiàn)降低成本。
到2020年，我國動力電池累計報廢量預(yù)計將達到17萬噸，應(yīng)該要發(fā)展廢舊鋰電池的回收技術(shù)，全產(chǎn)業(yè)發(fā)力，重點環(huán)節(jié)突破，進行研究。
我們研究了一種叫做天然有機酸，用于電池回收技術(shù)。我們團隊是由北京理工大學(xué)和武漢大學(xué)、清華大學(xué)、廈門大學(xué)一起承擔(dān)。
動力電池的發(fā)展離不開對其安全性的保障，從某種意義上說，沒有安全性，我們所做的就不是動力電池，而是汽車炸彈，解決動力電池安全性問題要從多角度出發(fā)，從全系統(tǒng)入手，引入一些新概念，有助于動力電池安全性的提高。
實現(xiàn)動力電池電池低成本途徑在于提高電池比能量和循環(huán)穩(wěn)定性，尋找低成本材料，更新電池材料體系，變革制備工藝，實現(xiàn)廢舊電池的有效回收與再生、打造產(chǎn)業(yè)鏈，強強聯(lián)合、資源共享。當馬化騰、劉強東、雷軍、俞敏洪聯(lián)手推出“蔚來ES8”電動車時，引起新的震動，全國汽車界動力電池界除了拭目以待外，還應(yīng)該核心思考動力電池回收。
最后用看到的一句話來結(jié)束：這是一個無邊界的時代，每一個行業(yè)都在整合，都在交叉，都在相互滲透，如果原來你一直獲利的產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)，在另外一個人手里突然變成一種免費的增值服務(wù)，你又如何競爭？如何生存？如果你有很多經(jīng)驗和積累，請先甩掉它，因為它成為一種累贅和負擔(dān)，如果你初出江湖一無所有，請不要膽怯，因為這嶄新的世界就是為你而準備，永遠不要沾沾自喜，因為你的對手是誰都不知道。
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