经过五年努力, 由中国科学院宁波材料技术与工程研究所牵头承担的纳米先导专项 '全固态电池' 课题日前通过验收. 据介绍, 这一技术突破将进一步推动国内全固态锂电池的规模应用, 有望让新能源汽车续航更久, 更安全.
据了解, 目前实现产业化的动力电池, 通常为液态电池, 使用液态材料作为电解质.
全固态电池, 顾名思义, 使用固态材料作为电解质, 相关电解质材料一般有聚合物, 氧化物和硫化物三大类.
相较传统锂离子电池, 全固态电池优势明显. 在相同能量下, 用固态电解质取代电解液和薄膜, 全固态电池更薄且体积更小. 此外, 全固态电池轻便, 能量密度高, 使用了全固态电解质后, 锂离子电池的适用材料体系也会发生改变, 可以使用金属锂来做负极取代石墨负极, 可明显减轻负极材料重量, 并明显提高整个电池能量密度.
此外, 使用全固态电池, 可以解决许多新型高性能电极材料与现有的电解液体系的兼容性问题.
全固态电池以无机固体电解质替代有机电解液, 除了可以提高电池能量密度外, 亦有助提高电池安全性和循环寿命.
纳米先导专项 '全固态电池' 课题, 由中国科学院宁波材料技术与工程研究所牵头承担, 参与单位包括中国科学院物理研究所和中国科学院大连化学物理研究所.
团队主要开发了一系列高性能固态电解质材料, 基于原位固态化的混合固液电解质电芯以及全固态锂电池单体, 突破了从材料研发到电池集成的相关技术.
此前, 固态电池在产业化过程中面临一些现实困难, 比如, 金属锂与固体电解质的兼容性较差, 影响金属锂负极材料性能发挥. 眼下, 这一科技成果已经走出实验室, 迈入了 '产业门' .
目前, 全球多个国家都在布局全固态电池技术研发, 力争在未来锂电池市场竞争中抢得先机其中, 丰田, 本田, 日产, 松下等日本23家汽车, 电池和材料公司以及京都大学和日本物理化学研究所等15个学术机构宣布将斥资100亿日元, 联合研发下一代电动车全固态锂电池.
此外三星, 戴森, 奔驰等产业巨头也纷纷布局涉足固态电池研发.
在纳米先导专项 '全固态电池' 课题基础上, 江西赣锋锂业股份有限公司在宁波投资5亿元人民币, 筹建亿瓦时固态动力锂电池生产线, 开展第一代产品在新能源汽车用户的推广和市场投放.
赣锋锂业去年12月发布的公告显示, 新设的宁波公司将专注固态锂电池核心材料, 高比能固态锂电池电芯及模块全套工艺开发和产品升级技术开发. 项目建设期为2年, 建设一条年产亿瓦时级的第一代固态锂电池研发中试生产线.
此外, 中科院物理所也与北京卫蓝新能源科技有限公司合作, 在江苏溧阳成立了江苏卫蓝新能源电池有限公司, 正在建设电池中试线.
'国际竞争十分激烈, 现阶段, 中国在动力电池技术及产业整体竞争力上已经位居全球第一梯队. ' 宁波材料所相关负责人表示, 而这这一课题的实施, 为发展我国新型高安全性长寿命的动力电池技术奠定了坚实的科学和技术基础, 对早日实现国内全固态锂电池的规模应用具有深远影响.
