記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院唐Yongbing研究員和他的研究小組的最新成就新型高能量密度的鋁-石墨雙離子電池技術(shù),最近在國(guó)際能源材料頂級(jí)期刊《先進(jìn)能源材料后,上周由德國(guó)科學(xué)網(wǎng)絡(luò)“科學(xué)aktuell”邀請(qǐng),贏得廣泛贊譽(yù)。如果該技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將對(duì)現(xiàn)有的鋰電產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生重大影響。

 

新型電池技術(shù)，成本低，效率高

 

“這是一個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，一種從未被報(bào)道過(guò)的新電池技術(shù)，”這位編輯說(shuō)。當(dāng)他告訴唐，這項(xiàng)研究已經(jīng)被《華爾街日?qǐng)?bào)》接受時(shí)，他把匿名評(píng)論者的評(píng)論轉(zhuǎn)給了唐。

 

便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、可再生能源系統(tǒng)等領(lǐng)域的主要的能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)設(shè)備是鋰離子電池,但商業(yè)鋰離子電池的能量密度,低生產(chǎn)成本較高,與傳統(tǒng)鋰離子電池電極材料含有有毒金屬,電池浪費(fèi)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。特別是動(dòng)力電池行業(yè)對(duì)新能源汽車的需求是熱點(diǎn)，但動(dòng)力電池技術(shù)仍是阻礙新能源汽車發(fā)展的前溝。無(wú)論是由鋰離子電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車，還是由燃料電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車，都面臨著成本和行駛里程方面的挑戰(zhàn)。

 

唐永兵團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的高能量密度鋁石墨雙離子電池是一種高效、低成本的新型儲(chǔ)能電池。

 

該新型電池調(diào)整了傳統(tǒng)鋰離子電池的正極和負(fù)極，利用廉價(jià)、易得的石墨代替鋰鈷氧化物、錳酸鋰、三元鋰或磷酸鐵鋰，廣泛應(yīng)用于鋰離子電池中。鋁箔既可用作電池正極材料，也可用作陰極集電極液。電解液由傳統(tǒng)的鋰鹽和碳酸鹽有機(jī)溶劑組成。電池的工作原理與傳統(tǒng)鋰離子電池不同:充電時(shí)，正極石墨發(fā)生負(fù)離子插層反應(yīng)，鋁負(fù)極發(fā)生鋁-鋰合金反應(yīng)，放電過(guò)程相反。這種新的反應(yīng)機(jī)制不僅顯著提高了電池的工作電壓(3.8-4.6v)，而且顯著降低了電池的質(zhì)量、體積和制造成本，從而全面提高了整個(gè)電池的能量密度(~ 220wh /kg)。

 

如果這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化，未來(lái)的手機(jī)將只有現(xiàn)在的一半薄，我們的智能手機(jī)也不需要在一天內(nèi)充電，解決了電動(dòng)汽車電池成本高、續(xù)航時(shí)間短的關(guān)鍵問(wèn)題。(工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)步部)然而，電池技術(shù)還有待優(yōu)化，如需要進(jìn)一步提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

 

會(huì)不會(huì)改變現(xiàn)有的鋰電產(chǎn)業(yè)格局

 

近年來(lái)，新能源汽車在政策的支持下席卷全球，行業(yè)上游也迎來(lái)了一陣?yán)孟?。世界領(lǐng)先的電池工廠已經(jīng)在中國(guó)設(shè)立了工廠。盡管新能源汽車市場(chǎng)的持續(xù)繁榮提振了電池行業(yè)，但純電力電池和氫燃料電池在技術(shù)成本和續(xù)航里程方面仍面臨挑戰(zhàn)。全球?qū)︿嚨男枨笳悦磕?.7%的速度增長(zhǎng)，到2019年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1200億美元(根據(jù)fredonia的數(shù)據(jù))。

 

據(jù)機(jī)動(dòng)車出廠合格證統(tǒng)計(jì)，2015年12月，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)量為99800輛，同比增長(zhǎng)3倍。工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩在今年的兩會(huì)上提出，新能源汽車從2009年的培育期，現(xiàn)在開(kāi)始進(jìn)入成長(zhǎng)期。2015年，中國(guó)汽車產(chǎn)銷量超過(guò)30萬(wàn)輛，呈現(xiàn)出較上年快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

 

繆偉認(rèn)為，新能源汽車的發(fā)展存在兩個(gè)瓶頸。首先，在產(chǎn)品端，解決以動(dòng)力電池為代表的產(chǎn)品的性能、可靠性、續(xù)航里程、壽命等問(wèn)題。其次，以應(yīng)用端為代表的充電設(shè)施建設(shè)有待完善。苗表示，工信部已經(jīng)在這兩個(gè)領(lǐng)域做出了一些安排，地方政府也做出了積極努力，以確保新能源汽車的進(jìn)一步發(fā)展。