深圳發(fā)布國內(nèi)首款寬溫域超“能打”鋰電池

　　11月15日，第25屆中國國際高新技術(shù)成果交易會上，一款最新研發(fā)的鋰離子電池正在經(jīng)受上達(dá)零上80℃，下至零下70℃“冰火兩重天”的極致考驗(yàn)。

　　受得了炎熱、耐得住冰雪、充電快速、成本還低，這款超“能打”的鋰電池由中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院碳中和技術(shù)研究所先進(jìn)儲能技術(shù)中心研究團(tuán)隊(duì)歷時10年研發(fā)，是我國首款具有寬溫域、低成本、長壽命的電芯產(chǎn)品，上市后將有望打破未來新能源產(chǎn)業(yè)格局。

　　據(jù)團(tuán)隊(duì)成員介紹，這項(xiàng)新型鋰離子電池技術(shù)目前已實(shí)現(xiàn)了儲能、動力等多個應(yīng)用領(lǐng)域的電芯產(chǎn)品的規(guī)?；慨a(chǎn)，并已于今年6月在我國東北等地分布式儲能領(lǐng)域開展應(yīng)用示范。

　　適應(yīng)環(huán)境溫差 “橫跨”150℃

　　從汽車到電子產(chǎn)品，鋰離子電池早已滲透到人們生活，為衣食住行提供“動力”?！吨袊囯x子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2023年）》顯示，2022年中國鋰離子電池出貨量已超過全球平均增速，我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)在全球仍然居于領(lǐng)軍者角色。

　　受電池材料限制，傳統(tǒng)鋰離子電池的工作溫度在0-40℃，低于0℃后鋰電池放電性能就會大幅下降。然而，我國幅員遼闊，氣溫隨地域和季節(jié)變化大，北方地區(qū)冬季溫度可以低至零下40℃以下，而南方地區(qū)夏季地表溫度高達(dá)零上50℃，以上，傳統(tǒng)鋰離子電池?zé)o法適應(yīng)這樣極端的溫度條件，就會造成一方面北部地區(qū)豐富的太陽能、風(fēng)能等清潔能源難以直接并網(wǎng)供電；另一方面冬季電動車無法啟動、智能手機(jī)自動關(guān)機(jī)，夏季電動車自燃等情況頻發(fā)的棘手情況。

　　為此，該團(tuán)隊(duì)歷時近10年，研發(fā)出了既抗凍又耐熱的新型鋰離子電池技術(shù)，可以同時兼顧低溫與高溫性能。

　　研究團(tuán)隊(duì)核心成員蔣春磊介紹，他們通過電池負(fù)極材料創(chuàng)新和電解液體系創(chuàng)新，直接擴(kuò)大了電池的工作溫度范圍，其中最低工作溫度達(dá)零下70℃、最高工作溫度達(dá)零上80℃，實(shí)現(xiàn)了高寒酷暑的寬溫域應(yīng)用場景。

　　研發(fā)關(guān)鍵負(fù)極材料

　　據(jù)了解，目前電池的正極材料相關(guān)技術(shù)已接近“天花板”，要提升性能，負(fù)極材料尚有發(fā)展空間。為此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料，通過與商用鋰離子電池正極材料匹配，針對不同應(yīng)用場景研發(fā)相應(yīng)電解液體系，成功開發(fā)出了新型鋁基ⅡⅡ磷酸鐵鋰電芯、鋁基ⅡⅡ錳酸鋰電芯、鋁基ⅡⅡ鈷酸鋰電芯和鋁基ⅡⅡ三元電芯等超寬溫域電池產(chǎn)品。“我們開發(fā)的電池產(chǎn)品除了耐熱抗凍的特性以外，還具有高安全、長續(xù)航、快充和低成本的優(yōu)勢。”蔣春磊表示。

　　在安全性能方面，常規(guī)鋰電池隨著不斷使用，內(nèi)部會產(chǎn)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(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型鋁基負(fù)極，在低溫和過充條件下能有效緩解鋰枝晶的產(chǎn)生，提高了安全性。

　　在成本方面，基于鋁基復(fù)合負(fù)極的性能優(yōu)勢，并結(jié)合開發(fā)的高性能電解液體系，低溫電池產(chǎn)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(yīng)用場景 “上天入地”

　　據(jù)深圳先進(jìn)院轉(zhuǎn)化處處長吳小麗介紹，基于新型電池技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)的23項(xiàng)相關(guān)專利依托深圳先進(jìn)院，以知識產(chǎn)權(quán)作價6500萬元，成功實(shí)現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，并于2017年3月成立了深圳中科瑞能實(shí)業(yè)有限公司。相關(guān)研究成果形成了包括PCT專利，中國發(fā)明專利，美、歐、日、韓發(fā)明專利在內(nèi)的180余項(xiàng)專利池，獲得授權(quán)專利120余項(xiàng)。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)多年的技術(shù)攻關(guān)，新型寬溫域電池技術(shù)已成熟并進(jìn)入市場推廣階段，目前已與電動自行車頭部企業(yè)、新能源汽車頭部企業(yè)、能源領(lǐng)域央企等建立了廣泛且深入的合作。提供的批量電芯性能評估已滿足使用需求。相關(guān)企業(yè)實(shí)測結(jié)果表明，使用針對低速電動車開發(fā)的鋁基Ⅱ錳酸鋰電芯產(chǎn)品在-50°C條件下放電容量保持率仍然超過60%；針對新能源汽車開發(fā)的鋁基Ⅱ磷酸鐵鋰電芯產(chǎn)品可在-30鋰電條件下高效充電，充電容量超過初始容量的91%，將有望解決電動汽車冬季續(xù)航縮水和低溫啟動困難的難題。事實(shí)上，緊貼市場需求，是團(tuán)隊(duì)一直以來的堅(jiān)持?！坝行﹫鼍靶枰阆?0℃也能正常充放電，而有些則在長循環(huán)方面提出了更高要求。圍繞核心技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況，我們對產(chǎn)品不斷作出調(diào)整?！眻F(tuán)隊(duì)表示。（孟倩羽）

　　轉(zhuǎn)自：中國工業(yè)報(bào)

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