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                深圳先進院新型鋰離子電池昨日成功量產電池可“橫跨”150溫差

                發布日期:2022-05-25

                核心提示:受得了炎熱氣候、扛得住冰天雪地、充電快速、成本還低,如此能打的鋰電池已經量產了?! ∽蛉?,記者從中國科學院深圳先進技術研
                 受得了炎熱氣候、扛得住冰天雪地、充電快速、成本還低,如此“能打”的鋰電池已經量產了。
                 
                  昨日,記者從中國科學院深圳先進技術研究院獲悉,該院碳中和(籌)研究所唐永炳研究員團隊的一項新型鋰離子電池技術,昨日完成了規?;慨a。統計數據表明,本次規?;慨a的產品合格率達到99.11%,過程各工序合格率均99%以上。
                 
                  該團隊表示,這是我國首款具有寬溫域、低成本、長壽命的電芯產品,有望打破電池產業格局。
                 
                  文、圖/廣州日報全媒體記者王納
                 
                  新型電池抗凍又耐熱
                 
                  從汽車到電子產品,鋰離子電池早已成為人們生活的重要組成部分,為我們的衣食住行提供“動力”。
                 
                  據工信部賽迪研究院近日發布的《2021中國鋰電產業發展指數白皮書》顯示,我國已連續五年成為全球最大的鋰電池消費市場。
                 
                  然而,受電池關鍵材料的限制,目前鋰離子電池的一大局限是,在零度以下的低溫條件下無法充電,而在50以上的高溫條件下,安全性又不能保障。我國幅員遼闊,氣溫隨地域和季節變化大,北方地區冬季溫度可以低至-40以下,而南方地區夏季地表溫度高達50以上,冬季電動車無法啟動、智能手機自動關機,夏季電動車自燃等情況頻發。
                 
                  為此,唐永炳研究員團隊歷時近10年,研發出了既抗凍又耐熱的新型鋰離子電池技術,最低工作溫度可以達到-70,而最高工作溫度高達80,而且低溫與高溫性能可以同時兼顧。據悉,該產品的高低溫性能、循環壽命、安全性能等各項指標,均已通過第三方權威機構檢測,并獲得ISO9001、GB31241-2014、IEC 62133-2:2017、UN38.3等標準和資質認證。
                 
                  研發關鍵負極材料
                 
                  新型電池“新”在何處?團隊主要從負極材料和電解液上下功夫。
                 
                  據了解,目前電池的正極材料相關技術已接近“天花板”,要提升性能,負極材料尚有發展空間。為此,團隊研發了一種新型鋁基復合負極材料,通過與商用鋰離子電池正極材料匹配,針對不同應用場景,成功開發出了新型錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元電池等產品。“我們開發的電池產品除了耐熱抗凍的特性以外,還具有高安全、長續航、快充和低成本的優勢。”該團隊表示。
                 
                  在安全性能方面,常規鋰電池隨著不斷使用,內部會產生鋰枝晶,既影響充電能力,還可能刺穿隔膜,帶來電池短路等隱患。而團隊開發的新型鋁基負極,在低溫和過充條件下能有效緩解鋰枝晶的產生,提高了安全性。
                 
                  在續航性能上,得益于鋁基負極材料高理論容量,該電池能量密度較傳統鋰離子電池提升13%至25%,能做到長續航。此外,由于鋁基復合負極優異的導電性能,產品還表現出不俗的快充性能,20分鐘即可充滿電,為半小時充電需求提供了解決方案。
                 
                  在成本方面,基于鋁基復合負極的性能優勢,并結合開發的高性能電解液,低溫電池產品可以擺脫對昂貴的納米級正極材料的依賴,電池成本可以降低10%-30%。
                 
                  應用場景“上天入地”
                 
                  據悉,本次量產是應某電動車客戶要求,提供了批量電芯進行深度性能評估,相關性能評估已滿足使用需求。
                 
                  事實上,新產品緊貼市場需求,是團隊一直以來的堅持。“有些場景需要零下40攝氏度也能正常充放電,而有些則在長循環方面提出了更高要求。圍繞核心技術,結合實際情況,我們對產品不斷作出調整。”團隊表示。
                 
                  記者了解到,相關產品可以應用于光伏儲能、家庭儲能、通訊基站儲能、軌道交通、國防建設、航天航空、極地科考等領域,尤其適用于高寒地區及亞熱帶地區,顯著擴大了電池的應用范圍。
                 
                  據悉,團隊相關研究成果已在多本國際期刊上發表,團隊已發表高水平SCI論文90余篇(其中影響因子>10論文60余篇);同時圍繞相關技術進行了系統全面的知識產權布局,形成了180余項包括PCT專利、中國發明專利、美歐日韓專利在內的專利池,已獲得授權專利120余項。
                 
                  此外,據深圳先進院轉化處處長吳小麗介紹,基于新型電池技術,團隊的23項相關專利依托深圳先進院,以知識產權作價6500萬元,成功實現了技術轉移轉化,于2017年3月成立了深圳中科瑞能實業有限公司,獲得現金投資2500萬元,注冊資本1億元。目前,項目正在進行增資擴股洽談,進一步建成新型電池規?;a線,快速推動新型電池產品在多種領域的應用。
                 
                  國際儲能材料及電化學著名權威專家則在其綜述論文中指出,“該成果首次提出了雙功能鋁基負極的概念,匹配商業化正極如鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等,電池表現出優異的長循環穩定性,使得鋁基電池具有巨大的應用潛力。”

                 
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