电动汽车动力电池技术(中科院院士一锤定音,全面盘点电动汽车动力电池未来发展)
“欧阳明高,电动汽车百人会,透露出很多信息。”
昨天下午,电动汽车百人会主办了一场论坛,去年新增选的中科院院士欧阳明高,发表了关于电动汽车特别是动力电池的主旨演讲。演讲中全面盘点了动力电池的技术进展与发展趋势,干货满满。
虽说目前动力电池是百家齐鸣,但由于电动汽车百人会的特殊背景,里面专家的发言,或多或少影响着最高层的决策。笔者这里特提炼出精华,以飨读者。
背景
先简单介绍下欧阳院士以及电动汽车百人会背景。欧阳院士之前在丹麦留学,后在清华任教,从事汽车能源动力系统和发动机控制工程的研究,任国家“节能与新能源汽车”项目组长,全国政协常委。
电动汽车百人会是2014年由政府部门、研究机构、产业界等官员、学者、企业家组成的机构。登陆一下它们的官网,查询里面的组织架构,能够了解其强大的背景(顾问委员会国家部长级别,学会委员会两院院士,理事会成员OEM以及知名的零部件供应商)。
技术进展与发展趋势
笔者之所以强调他们的背景,使为了说明其发言的分量。我们回到主题,划重点如下:
2020年产业化
1. 比能量300Wh/kg的单体电池,系统比能量200-210Wh/kg,目前的水平为230Wh/kg;
2. 采用软包电池;
3. 三家龙头企业,天津力神,合肥国轩,宁德时代,技术路线基本相同,即正极采用高镍三元,负极碳变为硅碳;
4. 宁德时代的动力电池能做到循环寿命1000次,比能量304Wh/kg,并通过安全性测试;
5. 国内外研究处于同一水平,软包电池安全性有待加强;
2025年
产业化目标电池比能量为400Wh/kg,正极采用高容量富锂锰基;
国内目前有物理所产品,经过改善,100周后电池电压衰减小于2%。还有北大目前研究出的比容量为400mAh/g的电池。
全球动力电池热点-固态电池
国内主要领先的研究机构有:中科院青岛能源所,宁波材料所,物理所,宁德时代,中航锂电。
固态电池发展方向,见下图,分为固态锂离子电池和全固态锂金属电池。
全固态锂金属电池
优点:
1. 安全性高,没有电解液泄露问题;
2. 能量密度高,能够一片片叠起来;
3. 正极材料选择范围宽,负极是锂金属,正极可以不含锂;
4. 电解质电压窗口更宽;
5. 电解质无流动,可通过内串联组成高电压单体;
缺点
1. 固态电解质材料的离子电导率偏低,目前有三种固态电解质可供选择:
聚合物-电池要加热到60度,离子电导率才能升高使电池正常工作
氧化物-比液态电解质还低
硫化物-主要突破点
2. 固/固界面接触性和稳定性差;
3. 金属锂可充性差,锂表面粉化和枝晶生长依然存在;
4. 在电池循环和安全性能上需要深入探讨;
5. 制造成本偏高;
固态电池总结
全固态锂金属电池技术上存在不确定性,具有产业化前景的为固态锂离子电池
远期目标-新的体系
锂硫电池,锂空气电池,没有太大的突破
远景
2020年:比能量300Wh/kg,比功率1000W/kg,循环1000次以上,成本0.8元/Wh已经确定,正极高镍三元从333到622再到811,负极碳负极到硅碳负极
2025年:正极材料进一步提升性能,采用富锂锰基材料
2030年:电解质取得突破
最后总结一下,基于电动汽车百人会以及欧阳院士的背景,或多或少为以后电动汽车动力电池的发展定下了基调。
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