第四届中国(广州)国际电池与储能技术博览会

 

暨第九届中国锂电产业峰会

 


2019年5月7-9日 广州琶洲·国际采购中心1.2.3号馆
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电动汽车用固态锂电池研发进展及挑战

发表时间:2016-11-01   浏览次数:
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技术创新是企业生存和发展的基本前提。在电子科技和新能源应用领域日新月异的背景下,加大电池领域的技术创新力度,成为电池企业增强发展能力、应对市场竞争的必然选择。

在电动汽车领域,如何通过持续提升动力电池的能量密度来提高单次充电续航里程就,已经成为产业界和学术界所共同面临的问题和挑战之一。

中国最大电池展-电动汽车用固态锂电池研发进展及挑战

“如果能量密度进一步提高,大于500瓦时/公斤的话,一定从现在开始就要考虑固态锂电池,以及锂空气电池、锂硫电池等新的电化学体系探索研究。” 在中国工程院陈立泉院士看来,电动汽车产业中长期发展需要进行技术储备,而固态电池有望成为我国下一代车用动力电池主导技术路线。

事实上,高工锂电调研发现,包括丰田、松下、三星、宁德时代等一大批国际领军企业都已经积极开始做固态电池的储备研发。

在近日举行的江苏中关村锂电池技术论坛上,宁德时代新能源柳娜博士做了题为“EV用固态锂电池的研发进展与挑战”的演讲,介绍了国际上固态电池研发的最新进展,并对于宁德时代在该领域的布局和研发路径做了深度阐释。

锂离子电池作为一种高能量密度,长循环寿命,且没有记忆效应的电化学储能器件,经历了近三十年的产业化发展,目前已经在消费电子等领域获得了广泛应用。

如今,锂离子电池在电动交通工具,储能等应用领域正逐步获得推广,其中针对电动车的应用,如何通过持续提升动力电池的能量密度来延长单次充电续航里程是当前学术界和产业界共同面临的问题与挑战之一。

目前,包括中国在内的多个国家已经制定了关于进一步提升动力电池能量密度到300~400瓦时/公斤的中长期的战略目标。

据推算,当前采用的高电压层状过渡金属氧化物和石墨作为正负极活性材料所组成的液态锂离子动力电池的重量能量密度极限约为280Wh/kg左右。引入硅基合金替代纯石墨作为负极材料后,锂离子动力电池的能量密度有望做到300Wh/kg以上,其上限约为350Wh/kg。

对于更高能量密度目标的进一步达成,以金属锂为负极的锂金属电池已成为必然选择。这是因为锂金属的容量为3860 mAh/g,约为石墨的10倍,由于其本身就是锂源,正极材料选择面宽,可以是含锂或不含锂的嵌入化合物,也可以是硫或硫化物甚至空气,分别组成能量密度更高的锂硫和锂空电池。