【电池中国 11月10日 遂宁讯】由中国有色金属工业协会、中国化学与物理电源行业协会、电池中国网联合四川省经济和信息化厅、四川省经济合作局、遂宁市人民政府共同举办的“2022中国(遂宁)国际锂电产业大会暨新能源汽车及动力电池国际交流会”11月9-10日在遂宁召开。
中国科学院院士孙世刚在11月9日上午的主论坛上,就“新能源汽车动力电池发展与挑战”作主旨发言。
在“双碳”目标叠加能源转型升级背景下,近年来,全球新能源车及储能领域呈现跨越式发展,孙世刚院士表示,“随着新能源车和储能产业进一步快速增长,对动力和储能电池性能提出越来越高的要求和新的挑战。”
“下一代锂电池主要性能指标包括:高能量密度、高功率密度、高安全性、长寿命、极端环境适应性和低成本。”孙世刚院士指出,为了不断优化主要性能指标,锂电池产业面临四个重大挑战:
一是锂资源严重受限制。
一方面,我国锂资源需求量高,另一方面,我国锂资源以盐湖为主,锂含量低,镁锂比高,提取难度大,70%的锂依赖进口,亟需发展新的材料体系。
二是锂电池能量密度接近理论极限。
为提高防御半径,鱼雷、无人机等武器装备的航速和航程亟待提升,需要大幅度提高电池的能量和功率密度,但是锂电池能量密度的理论极限远不能满足发展重大需求。
三是锂电池发生安全性能事故。
过充、析锂等情况引发的锂电池热失控问题,仍是产业发展难点、痛点。
四是极端环境中锂电池应用受限。
低温环境往往造成电解液黏度增大,离子迁移慢,充放电能量急剧衰减;高温环境下正负极界面膜不稳定,导致材料结构破坏,产气易爆。因此,在无人机、航天空间站、深潜器等应用场景需要锂电池具备更宽的温度适应性能。
应对上述挑战,孙世刚院士指出,“需解决材料、界面、传输、系统四个层次的关键科学问题。”其中,“提升锂电池能量密度,可以从高容量、低电压负极和高容量、高电压正极着手。”
在提升锂电池安全性能方面,孙世刚院士分享了强化锂电池“三传”过程的研究进展。“强化锂离子传输通道,维持材料微观尺度下的结构稳定;强化电子传输通道,维持电极和电池的导电网络;强化电池热传出,抑制电池热失控,提高电池安全性能。”
面向下一代电池路线,孙世刚院士还介绍了锂-硫电池、锂-空气电池、钠电池、有机电池的优缺点和发展瓶颈。
其中,对于目前有望产业规模化的钠电池,孙世刚院士指出,储钠新材料、新型电解液、新体系等亟待突破。
而作为新能源汽车用的另一种电池,氢燃料电池在我国也获得显著发展,但氢燃料电池铂基催化剂被少数几家国际公司垄断。孙世刚院士强调,“要适应我国氢燃料电池汽车工业的快速发展,研发催化活性和稳定性更高的催化剂并实现商品化应用是关键!”
在相关催化剂研究中,“构筑分子选择性通道,开辟抗CO毒化催化剂设计制备是一个新的研究方向。”孙世刚院士还分享了催化剂的其他研究进展。
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。
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