中国加速下一代锂电池研究 突破电动汽车瓶颈

国际在线 综合报道

作为电动汽车的核心部件,目前,动力电池的性能尚待提高,无论是安全性、便捷性,还是成本、充放电速率都亟待改进。目前,中国正在加速研究基于纳米技术的长续航动力锂电池,并在此基础上研发下一代锂电池,以突破电动汽车的发展瓶颈,主推电动汽车发展。

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近日,中德电动汽车充电项目正式启动、国务院决定免征新能源汽车购置税、锂电池国家专利密集获批,一系列围绕电动汽车发展的举措出台,再度引发了人们对这一行业的关注。

从新能源汽车、手机、电脑到大型机械设备,现代社会生活的许许多多新奇装备是由锂电池驱动的。但是,传统方法制造的锂电池成本高、重量大、提供的能量密度不能满足日益增长的需求,并且存在一定的安全隐患,这些因素阻碍了现有电动产品的大规模推广。中国科学院物理研究所李泓研究员介绍说,中科院正研究和发展基于纳米技术的长续航动力锂电池技术,以提升电池的能量密度、安全性,并降低成本,为行业发展提供技术支持。

“从技术层面考虑,锂电池的能量密度高于其它化学储能体系。我刚才提到的是第三代锂离子电池,把(现在的)负极(材料)换成(容量)更高的负极,容量会比现在高一倍到几倍,正极材料能提高一倍。这样(采用高能量密度正负极材料后的)锂离子电池电芯,能量密度能够提升到现在20%(以上)的水平。在安全性方面,(正在开发把)现在(有可能)着火的液体溶剂换成固体(电解质材料的技术,也就是发展)全固态(锂电池)。从经济性上讲,研发目标是在2015年把(动力电池)成本(降低)到每瓦时2块钱,到2020年每瓦时做到1.5块的技术要求。”

据专家介绍,开发第三代锂离子电池是中国未来五到十年动力电池研发和应用的重点。目前,混合动力汽车以及纯电动汽车的电动模式下续航里程在150公里左右,预计到明年续航里程将不低于180公里;2020年达到300公里以上,将为现在的两倍。这些电池将在先进电子、智能电网、航空航天、机器人、国家安全等领域获得进一步应用。

在关注第三代锂离子电池研发的同时,中国科学院的专家们已经将目光放到了下一代锂电池的研发上,包括全固态锂电池、锂硫、锂空电池技术。这些技术将进一步大幅提高能量密度,从而使电池充电时间更短,储存电量更多,耐用时间更久,使用更安全。中科院物理研究所清洁能源中心主任陈立泉研究员认为,这些技术将令中国的锂电池在国际上跃居前列。

“锂电池我们研究很早,但锂离子电池我们是1993年才开始研究的,是(别的国家研究出来以后,我们)跟进别人。现在是搞我们自己的创新,下一代希望我们能够引领,起码能够跟别的国家并驾齐驱。”

锂电池技术的飞跃也将为中国汽车业发展带来崭新的前景。四年前,中国汽车就以产销双双超过1800万辆的成绩位列全球“第一”,成为真正意义上的汽车大国。然而,这距离汽车强国还有很远。今年五月,中国国家主席习近平在上海汽车集团考察时强调,发展新能源汽车是中国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。对此,中科院物理研究所清洁能源中心常务副主任黄学杰研究员表示,加速发展新能源汽车,尤其是锂电池技术,有望令中国在二十年内成为汽车强国。

“未来汽车不再是一个交通工具,将是ibox,可移动的、智能的生活空间。汽车的形式以及汽车能源供应的模式都会在未来十年、二十年发生一个颠覆性的变化。在这个阶段,觉得我们可能会有机会,因为过去在发动机(领域)我们在后面追,难度很大。(而)基本上走电动化、智能化这一块,中国有可能在十年、二十年的时候,在新一代汽车工业里边变成一个工业强国。”

值得一提的是,作为电动汽车的代表,特斯拉以其独特的性能、精美的外观、高端的销售模式,备受高端人士青睐。黄学杰指出,事实上,特斯拉使用的技术并非是全新技术,但其运用互联网思维创造了一种新的模式,而目前中国的电动汽车尚处在不同模式的探索阶段。

“特斯拉是一个汽车概念的创新,它主要使用互联网的思维去做汽车。它里面用的每一项技术都是成熟的技术,也可以说是旧的技术。比如说它的电机就没有用很好的永磁电机,比如电池它就没有用动力电池,用的是笔记本电脑的电池,但是它是把成熟的技术经过集成优化,最后做成了IT模式的车辆,(实现)智能控制、大屏幕显示,按照奢侈品的销售方式,走出了一条模式,这就是特斯拉的模式。”

中科院物理研究所清洁能源中心主任陈立泉研究员指出,对于电动汽车行业来说,特斯拉的意义还在于其是根据电池的尺寸、规格来设计汽车,而非像市面上普通电动汽车是根据原有车型更换电池,这也是未来电动汽车发展的重要方向。

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