關(guān)鍵核心技術(shù)事關(guān)創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)、發(fā)展主動(dòng)權(quán)，也事關(guān)國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和其他安全。要努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，把創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)、發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中。

電動(dòng)汽車因存在續(xù)航里程短、成本高等問題，許多潛在消費(fèi)者對(duì)其望而卻步。

鋰離子動(dòng)力電池能量密度已成為其產(chǎn)業(yè)化瓶頸，為此美、日、韓等國都制定了相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，其目標(biāo)均指向“2020年能量密度達(dá)300Wh/kg”。

 

究竟是什么限制了鋰電池的能量密度？

吳凱介紹，電池背后的化學(xué)體系是主要原因。一般而言，鋰電池的四個(gè)部分非常關(guān)鍵：正極、負(fù)極、電解質(zhì)、膈膜。其中正負(fù)極是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方，相當(dāng)于人體“任督二脈”。

由于目前負(fù)極材料的能量密度遠(yuǎn)大于正極，正極材料就成為了“木桶的短板”——鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料，所以提高能量密度就要不斷升級(jí)正極材料。但是，我國高鎳材料開發(fā)起步晚，技術(shù)積累較為薄弱，制備工藝及裝備條件較為落后。

 

顛覆傳統(tǒng) 解決負(fù)極材料的硬傷

負(fù)極材料也是鋰離子電池的核心材料之一，目前大多采用石墨作為負(fù)極材料。隨著對(duì)續(xù)航里程需求的持續(xù)升級(jí)，傳統(tǒng)石墨負(fù)極已不能滿足市場對(duì)電池能量密度的期望。

據(jù)測算，硅基負(fù)極材料的比容量可達(dá)石墨負(fù)極的10倍，被看作是后者的“替代者”。傳統(tǒng)硅基材料的應(yīng)用，主要采用碳包覆技術(shù)，即在硅材料表面復(fù)合一層碳材料。吳凱介紹，但由于硅材料充放電過程中體積變化高達(dá)300％，多次循環(huán)后表面包覆的碳材料會(huì)破碎、脫落，對(duì)硅材料的保護(hù)作用大幅減弱，從而導(dǎo)致電池循環(huán)性能不佳。
 

完美“瘦身” 率先使用航空級(jí)別的“7系鋁”

在能耗不變，體積和重量都受限的情況下，新能源汽車?yán)m(xù)航里程，主要取決于電池包的能量密度。

“這就考驗(yàn)研究人員為電池包‘瘦身’的能力。”吳凱說，寧德時(shí)代首次將航空級(jí)別的“7系鋁”運(yùn)用至電池包下箱體。“7系鋁”，鋁中的“戰(zhàn)斗鋁”，常被用于制造飛機(jī)起落架，具備輕盈、堅(jiān)固、安全等特性。

吳凱告訴記者，“7系鋁”應(yīng)用也具有很多風(fēng)險(xiǎn)，特別是應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象（金屬材料在某些特定的介質(zhì)中，由于腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的共同作用而發(fā)生斷裂）。