中国新能源汽车的市场目标是2020年销量达到500万辆,2025年达到3000万辆,2030年达到7500万辆,2035年达到1万辆。
新能源汽车蓬勃发展的市场也对动力电池提出了更高的要求。如何实现高能量密度、高功率密度和高安全性是学术界和工业界重点探索的方向。
“在国家的支持下,动力电池的能量密度指数逐年上升。高比功率电池是国家重点支持的研究方向,技术和产业化进展迅速,电池产业化体系已经实现。”萧对说道。
在谈到动力电池技术的进步和趋势时,他介绍说,中国锂离子动力电池技术路线的变化趋势表明,混合动力和纯电动汽车的应用是平等的,以纯电动汽车为主,重视混合动力汽车。高比能量锂离子电池已成为目前产业化的热点。
“在未来,我们需要注意能量密度、功率密度、安全性、循环耐久性和成本之间的平衡,智能制造和数字化工厂设计,动力电池系统的设计、开发和产业化水平,标准化(单体、模块和系统)和全生命周期。测试验证(特别是安全性和可靠性)、新材料和新系统电池前瞻性技术研发(固态电池、锂硫、锂空气电池盒锂离子电池等。)萧说道。
先进的动力电池技术:齐头并进,各有优势
上海大学教授张九军介绍说,目前锂离子电池应用广泛,主要包括车用锂离子电池、锂硫电池和锂空气电池。“就锂离子电池在汽车领域的应用而言,目前我们强调续航里程要达到400公里,到2030年达到700公里。未来需要进一步提高能量密度、功率密度和寿命,以提高安全性。”张九军说。
中国科学院物理研究所研究员黄分享了动力电池无钴负极材料的技术研究。他介绍第一代无钴材料是锰酸锂,第二代无钴材料是碳酸锂铁。目前主要是锂镍钴三元电池。随着材料技术的进步,每个人都在不断努力降低钴的含量。目前钴可以占到10%,以后可能会降到5%,然后降到3%。
厦门大学特聘教授董全峰认为,未来的社会能源支撑体系需要可再生能源和高效电化学储能的结合。先进动力电池的发展目标是构建高比能量、高比功率的新型电化学储能系统。
“电化学储能一般有两种方式,一种是典型的氧化还原反应(传统电池),另一种是界面电荷储存和释放的过程(超级电容器)。我们团队提出了一种新模式。经过材料表面调控后,既能实现高比表面积,又能实现大量离子在表面的电化学吸附,填补了前两类的空白。”董全峰说道。
宁德时代新能源科技有限公司研发联席总裁梁成都认为,以CTP为代表的动力电池系统高效成组技术是未来的创新趋势。它有许多优点,零件数量减少40%,能量密度增加10%-15%,使用寿命延长10%,成本降低10%,产品系统可靠安全。
比亚迪股份有限公司深圳发展中心副主任鲁治配介绍了比亚迪在高度集成的刀片动力电池方面的技术创新。他提到刀片电池可以减少40%的零件数量,增加50%的VCTP,降低整个电池系统30%的成本。“我们在刀片式电池上投入了大量研发,希望实现更高的集成效率和更高的能量密度,使刀片式电池更具竞争力。到2025年,预计集成效率和体积能量密度将达到73%。”他说。
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