編者按
2018年1月8~10日,以“中國(guó)鋰電業(yè)稱雄全球全球電動(dòng)車逐鹿中國(guó)”為主題的2017高工鋰電暨電動(dòng)車年會(huì)將在東莞?觀瀾湖度假酒店會(huì)議中心舉行。
2017年,高能量密度成電池發(fā)展的主旋律。一方面以固態(tài)電池為領(lǐng)頭羊的新興鋰電技術(shù)前赴后繼地登上舞臺(tái);另一方面,在軍工領(lǐng)域大放異彩的燃料電池開(kāi)始走進(jìn)平民百姓的視野。鋰電池/燃料電池的技術(shù)革新,彼此相交輝映,呈現(xiàn)出螺旋狀的鏈?zhǔn)桨l(fā)展趨勢(shì)。
在這電池技術(shù)突飛猛進(jìn)的一年里,以鋰電之父約翰·古德諾夫?yàn)槠瘘c(diǎn),各大企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)相繼在“固態(tài)電池”的戰(zhàn)場(chǎng)中亮劍;由寶馬、戴姆勒、通用、大眾、豐田、本田、現(xiàn)代等主流車企牽頭,行業(yè)內(nèi)拉開(kāi)了“燃料電池元年”的序幕;在國(guó)家“2020年單體350wh/kg、系統(tǒng)250wh/kg”的戰(zhàn)略規(guī)劃下,高鎳三元、硅碳負(fù)極、石墨烯漿料等技術(shù)紛紛從概念到產(chǎn)品……
高工鋰電盤點(diǎn)2017年電池技術(shù)大事件,希冀通過(guò)每一項(xiàng)新技術(shù)的革新,印證電池技術(shù)點(diǎn)點(diǎn)滴滴的進(jìn)步,并在百花齊放的新技術(shù)中找到一條價(jià)格親民、性能高效、可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)路線。
2018年1月8~10日,以“中國(guó)鋰電業(yè)稱雄全球全球電動(dòng)車逐鹿中國(guó)”為主題的2017高工鋰電暨電動(dòng)車年會(huì)將在東莞?觀瀾湖度假酒店會(huì)議中心舉行。在此次論壇上,超100位國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)領(lǐng)袖將共同回顧2017動(dòng)力領(lǐng)域的發(fā)展歷程,并研判2018年產(chǎn)業(yè)走向和趨勢(shì)。
以下為2017年電池技術(shù)大事記:
94歲高齡鋰電之父研發(fā)全固態(tài)電芯
3月初,94歲高齡鋰電之父約翰·古德諾夫 (John Goodenough)研發(fā)出全固態(tài)電池,在實(shí)驗(yàn)室中,新電池能在 1200 個(gè)充放循環(huán)之后只出現(xiàn)極小的損耗,環(huán)境容忍度也很好,能夠在 60℃ 到零下 20℃ 的溫度下工作。
美女博導(dǎo)研發(fā)出高密度電池
3月中旬,浙江大學(xué)校歸國(guó)女博導(dǎo)陸盈盈帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研究出了能量密度提高了三四倍的金屬鋰電池。不但續(xù)航能力大為增強(qiáng),而且電池的充電速度會(huì)是現(xiàn)在的幾倍速度快。在安全性上,也更加有保障。
奔馳燃料電池汽車預(yù)計(jì)今年投產(chǎn)
3月27日,美國(guó)媒體曝光一組奔馳GLC F-Cell的測(cè)試諜照。該車將燃料電池動(dòng)力與插電式混動(dòng)相結(jié)合,除了內(nèi)燃機(jī),增加了燃料電池、儲(chǔ)氫罐、鋰電池、電動(dòng)機(jī)。
中通發(fā)布12m氫燃料電池客車
3月30日上午,中通12米氫燃料電池客車將正式發(fā)布,該產(chǎn)品燃料電池額定功率為60KW,輔以錳酸鋰動(dòng)力電池,使燃料電池盡可能工作在最佳效率區(qū)間。同時(shí),該產(chǎn)品采用低入口設(shè)計(jì),前后均設(shè)置雙內(nèi)擺門,大大提高了乘客上下車的方便性和速度; 6700mm大軸距設(shè)計(jì), 車內(nèi)空間分布更加合理。
日本成功研發(fā)“鋰空氣電池”
4月初,日本國(guó)家材料科學(xué)研究院最新宣布已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種能量密度空前的“鋰空氣電池”。據(jù)悉,“鋰空氣電池”使用碳納米管作為空氣電極材料,通過(guò)電極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,可以實(shí)現(xiàn)30mAh/cm2的能量密度。
豐田利用人工智能來(lái)研發(fā)燃料電池催化劑
4月初,豐田汽車公司表示,公司將在新的研發(fā)中使用人工智能技術(shù)來(lái)加速探索先進(jìn)的電池材料和燃料電池催化劑,以便為電動(dòng)汽車和其他零排放汽車提供動(dòng)力。
天津力神完成260wh/kg高比能動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)
4月中旬,由天津力神承擔(dān)的“高比能量密度鋰離子動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)”項(xiàng)目獲突破性進(jìn)展,目前已開(kāi)發(fā)完成重量比能量密度達(dá)260Wh/kg的單體電芯,在350次充放電循環(huán)后容量保持率達(dá)到83.28%;同時(shí)開(kāi)發(fā)出了能量密度達(dá)280Wh/kg以及300Wh/kg的動(dòng)力電池樣品。
中國(guó)電科院成功解決鈦酸鋰電池脹氣問(wèn)題
4月下旬,中國(guó)電力科學(xué)研究院承擔(dān)的“亞微米鈦酸鋰儲(chǔ)能電池材料合成技術(shù)研究”項(xiàng)目通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)公司驗(yàn)收。研究團(tuán)隊(duì)采用元素?fù)诫s技術(shù)對(duì)鈦酸鋰材料進(jìn)行改性,降低其表面催化活性,抑制脹氣副反應(yīng)的發(fā)生,從而達(dá)到抑制電池脹氣的目的。
美國(guó)研發(fā)“冷凍”鋰電池 壽命延長(zhǎng)安全升級(jí)
4月24日,據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道,美國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型冷凍方法,采用冰模板法將不易燃無(wú)毒的柔性固體電解質(zhì)用于鋰電池,可以延長(zhǎng)鋰電池的壽命,提高安全性,電池還能夠彎曲。
特斯拉電池技術(shù)大突破:48萬(wàn)公里僅衰減5%
5月初,特斯拉首席電池科學(xué)家KurtKelty和技術(shù)研發(fā)伙伴加拿大Dalhousie大學(xué)的JeffDahn在最新的技術(shù)演講中表示,研究小組已經(jīng)在電池性能領(lǐng)域取得重大突破,能夠讓車輛在行駛48萬(wàn)公里后,電池的衰減控制在5%以內(nèi),并將應(yīng)用到7月推出的Model3轎車中。
鋰電池應(yīng)用雙極電極能量密度可達(dá)500wh/L
5月初,弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)與系統(tǒng)研究所(IKTS)在德累斯頓與其合作伙伴將燃料電池中使用的雙極原理應(yīng)用于鋰電池,這種結(jié)構(gòu)安排可支持高電池電壓和500Wh / L的能量密度。
以色列公司研發(fā)出5min閃充電池
5月15日,據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道,以色列納米技術(shù)公司StoreDot推出了一款劃時(shí)代的“超快速充電”電動(dòng)汽車電池, 融合了多層納米材料和有機(jī)化合物,可在短短五分鐘內(nèi)完成充電,并支持汽車?yán)m(xù)航300英里(約483公里)。
多孔石墨烯電極破解電池快充難題
5月下旬,《科學(xué)》雜志報(bào)告說(shuō),研制出一種多孔石墨烯復(fù)合電極技術(shù),以多孔石墨烯為三維框架結(jié)構(gòu)、表面均勻生長(zhǎng)納米顆粒五氧化二鈮的方式制成的復(fù)合電極,能同時(shí)實(shí)現(xiàn)充電快和使用時(shí)間長(zhǎng)這兩個(gè)目標(biāo)。
韓國(guó)年產(chǎn)量最大燃料電池廠竣工
5月23日,韓聯(lián)社報(bào)道,斗山股份有限公司投資400億韓元(約3600萬(wàn)美元)在韓國(guó)益山市修建的燃料電池廠—斗山韓國(guó)燃料電池廠已經(jīng)完工。該工廠的年產(chǎn)量將達(dá)到63兆瓦,是韓國(guó)年產(chǎn)量最大的燃料電池廠。
芯片技術(shù)打造絕對(duì)安全3D鋰電池
6月初,位于美國(guó)加州的Enovix公司對(duì)鋰電池做出了重要的改進(jìn):第一,使用硅晶圓光刻技術(shù)在硅晶圓上制造電池;第二,將傳統(tǒng)鋰電池的陽(yáng)極材料石墨換成了多孔硅。這種電池結(jié)構(gòu)將陰極分成了成千上萬(wàn)個(gè)由硅分離開(kāi)來(lái)的微小部分,硅的導(dǎo)熱速度很快,這就使得因熱擴(kuò)散引起的起火、爆炸變得更加困難。
東京工業(yè)大學(xué)研發(fā)1秒瞬充固態(tài)電池
6月初,東京工業(yè)大學(xué)一杉教授使用氧化鋰·鎳·錳作為正極,而用磷酸鋰作為電解質(zhì)。采用最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù),在正極表面使電解質(zhì)形成薄膜,從而使固體電解質(zhì)和正極間的阻力降低到了液體電解質(zhì)與正極間的阻力的五分之一至十分之一,實(shí)現(xiàn)前所未有的1秒瞬間充滿。
液化氣電解質(zhì) -80℃正常高效運(yùn)行
6月下旬,美國(guó)科學(xué)家首次使用液化氣取代電解液,分別讓鋰電池和超級(jí)電容器在零下60℃和零下80℃還能保持高效運(yùn)行。新技術(shù)不僅提高了電動(dòng)車在寒冷冬季單次充電的運(yùn)行里程,還能為高空極冷環(huán)境下的無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星、星際探測(cè)器等提供電能。
太陽(yáng)能電動(dòng)汽車進(jìn)入預(yù)售 續(xù)航達(dá)800公里
7月初,荷蘭Lightyear公司表示,他們將在2018年推出一款名為“one”的太陽(yáng)能汽車,續(xù)航里程可達(dá)800公里,目前已經(jīng)在歐洲和美洲市場(chǎng)預(yù)售。
用“骨架”為氫燃料汽車儲(chǔ)能
7月15日,新加坡國(guó)立大學(xué)工程學(xué)院教授曾華淳分享了關(guān)于氫能應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù):氫能儲(chǔ)存。金屬有機(jī)骨架化合物是通過(guò)吸附的方式來(lái)儲(chǔ)氫,由于它具有很大的比表面積(即:?jiǎn)挝毁|(zhì)量物料所具有的總面積),因此可以儲(chǔ)存大量的氫。
磷酸鐵鋰充電速度提升36倍
7月中旬,MIT研究人員Kang和Ceder發(fā)現(xiàn):對(duì)磷酸鐵鋰材料進(jìn)行表面處理使其生成間隔僅5納米的多條凹槽,可將鋰離子的傳送速度提高36倍。
豐田全固態(tài)電池電動(dòng)車2022年上市
7月下旬,有媒體報(bào)道,豐田汽車目前正在研發(fā)由全固態(tài)電池提供動(dòng)力的電動(dòng)車。該種電池可增加電動(dòng)車車輛續(xù)航里程,減少充電時(shí)間,可在幾分鐘內(nèi)充滿電,計(jì)劃于2022年開(kāi)始銷售該款電動(dòng)車。
斯坦福大學(xué)制備大尺寸可伸縮柔性電池
8月初,斯坦福大學(xué)崔屹教授課題組基于波浪結(jié)構(gòu)利用簡(jiǎn)單方法設(shè)計(jì)出可伸縮全電池(該波形結(jié)構(gòu)是宏觀層面而不是微觀層面),所有的組件(包括正極、負(fù)極,隔膜,集流體、外殼等)都可以同時(shí)進(jìn)行拉伸。該可伸縮全電池表現(xiàn)出優(yōu)異的能量密度和循環(huán)性能,成果發(fā)表在著名期刊Adv. Energy Mater.。
GS Yuasa新型鋰電池續(xù)航翻倍 2020年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)
8月初,據(jù)日經(jīng)新聞報(bào)導(dǎo),日本GS Yuasa公司將在2020年透過(guò) LEJ 工廠進(jìn)行量產(chǎn)一款新型車用鋰電池供應(yīng)給日系、歐系車廠使用,能將續(xù)航里程增加一倍。
日立固態(tài)電池完成送樣 2020年前將投放市場(chǎng)
8月初,日本日立公司的研究人員宣布其固態(tài)電池技術(shù)已經(jīng)研發(fā)完成,新一代電池可以抵御外太空極端溫度,目前已經(jīng)將固態(tài)電池的樣品送到了航空航天和汽車行業(yè)的潛在客戶。
現(xiàn)代發(fā)布燃料汽車 明年量產(chǎn)
8月17日,現(xiàn)代汽車向世人提前揭開(kāi)了其下一代燃料電池車的面紗。在首爾舉行的特別預(yù)先發(fā)布會(huì)上,這款接近量產(chǎn)的新款氫燃料SUV車型預(yù)先透露了其前景廣闊的技術(shù)參數(shù),同時(shí)展示了極具未來(lái)感的設(shè)計(jì)風(fēng)格。
儲(chǔ)氫制氫新工藝在德國(guó)問(wèn)世 將大幅降低成本和能耗
8月31日,科技日?qǐng)?bào)稱德國(guó)科學(xué)家日前開(kāi)發(fā)出利用有機(jī)載體液和特殊催化劑的儲(chǔ)存和制取氫燃料新工藝,使原先裝卸氫燃料所需的兩個(gè)裝置簡(jiǎn)化成一個(gè)裝置。新工藝能大大降低成本和能耗,對(duì)能源轉(zhuǎn)型具有重要意義。
三星SDI發(fā)布續(xù)航600公里動(dòng)力電池
9月中旬,三星SDI在法蘭克福車展上,展示了一種全新的“多功能電池組”解決方案,續(xù)航里程可達(dá)到600至700公里。
三菱日立推出氫燃料混合動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)
據(jù)外國(guó)媒體報(bào)道,三菱日立電力系統(tǒng)有限公司(MHPS)推出了結(jié)合固體氧化物燃料電池堆(SOFC)與微型燃?xì)廨啓C(jī)(MGT)的新型加壓混合動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng),該項(xiàng)目由日本新能源和工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織(NEDO)提供資金與技術(shù)支持。
東芝新型鋰電池充電6min行駛320km
10 月 3 日,東芝在官網(wǎng)發(fā)布公告,稱已成功研發(fā)能量密度高、并能快速充電的全新一代車用電池SCiB TM,可實(shí)現(xiàn)充電 6 分鐘,行駛 320 公里,并將在2019年實(shí)現(xiàn)商用。
手機(jī)電池瀝青造充滿電只需5分鐘
10月5日,《每日郵報(bào)》報(bào)道,根據(jù)一項(xiàng)新研究,摻有一點(diǎn)兒瀝青的鋰離子電池,充電速度可以達(dá)到商品化鋰離子電池的10-20倍。給電池充電將不再動(dòng)輒需要數(shù)個(gè)小時(shí),這些電池由零充到滿電只需短短5分鐘。
豐田燃料電池卡車測(cè)試 續(xù)航里程320公里
10月12日,據(jù)美國(guó)汽車雜志消息,繼推出Mirai氫燃料電池轎車后,豐田試圖將燃料電池技術(shù)推廣到重型卡車中。為測(cè)試該技術(shù)在卡車的運(yùn)用,豐田將Project Portal燃料電池卡車投入到洛杉磯和長(zhǎng)灘港口倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸貨物。
中科院研發(fā)新型隔膜可耐150℃高溫
10月下旬,中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研發(fā)出一種新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫鋰離子電池隔膜,采用該隔膜的電池在150℃高溫環(huán)境中能夠保持正常工作狀態(tài)。
三星2030年量產(chǎn)鋰空氣電池續(xù)航增加一倍
11月初,三星中央實(shí)驗(yàn)室已開(kāi)發(fā)出鋰氣電池(lithium-air battery),蓄電量達(dá) 520 wh,遠(yuǎn)高過(guò)當(dāng)今的鋰電池,并能讓電動(dòng)車?yán)m(xù)航力增加近兩倍。三星計(jì)劃在 2030 年將鋰氣電池商業(yè)化。其核心技術(shù)是將電池分隔膜(separator)寬度縮小超過(guò)九成至 20 微米,所以每單位體積可以塞近更多電池芯。
Enevate推出五分鐘極速快充電池技術(shù)
11月初,美國(guó)Enevate公司推出一項(xiàng)支持電動(dòng)汽車快速充電的高能量密度硅鋰離子電池技術(shù),可在高達(dá)10C測(cè)試充電速率情況下,在5分鐘內(nèi)充電至75%的容量,該HD-Energy電池技術(shù)在-40°C寒冷氣候下,仍可實(shí)現(xiàn)正常充放電。
國(guó)內(nèi)首款正式量產(chǎn)燃料電池汽車上市
11月17日,上汽大通首款氫燃料電池輕客FCV80于廣州車展正式發(fā)布上市,其車載儲(chǔ)氫罐可儲(chǔ)存6.2kg氫,儲(chǔ)氫壓力為35MPa。該車單次加氫僅需要3~5分鐘,40km/h等速續(xù)航里程為438km。
充電1min行駛800km 菲斯克固態(tài)電池2023年量產(chǎn)
11月中旬,據(jù)外媒報(bào)道,菲斯克申請(qǐng)了固態(tài)電池專利,能量密度是現(xiàn)有電池的2.5倍,續(xù)航里程可達(dá)500英里;而充電時(shí)間,最快可在1分鐘之內(nèi)完成,預(yù)計(jì)2023年量產(chǎn)。
美國(guó)CoorsTek利用陶瓷膜研發(fā)出高效率的氫燃料提取技術(shù)
據(jù)媒體消息,美國(guó)CoorsTek公司與挪威奧斯陸大學(xué)和西班牙技術(shù)研究所合作,成功地開(kāi)發(fā)出一種利用陶瓷膜從天然氣中提取氫燃料的技術(shù),提取過(guò)程中幾乎沒(méi)有能量損失。
TDK推全陶瓷固態(tài)電池 預(yù)計(jì)2018年量產(chǎn)
11月21日,日本電池大廠TDK于宣布,已研發(fā)出全球首款采用小型SMD技術(shù),可進(jìn)行充放電的全陶瓷固體電池“Cera Charge”,并預(yù)計(jì)于2018年春天開(kāi)始進(jìn)行量產(chǎn)。Cera Charge尺寸為4.5×3.2×1.1mm,額定電壓為1.4V、容量為100μAh、充放電循環(huán)次數(shù)視條件可達(dá)1,000次以上。
韓國(guó)開(kāi)發(fā)出蜘蛛網(wǎng)狀鋰電池新材料
11月中旬,韓國(guó)成均館大學(xué)發(fā)布消息稱,其研究組通過(guò)運(yùn)用冰膜方法,將蜘蛛網(wǎng)形狀的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組建成具有多重保障的碳納米管,并對(duì)其進(jìn)行臭氧處理,使納米管表面像蜘蛛網(wǎng)一樣,具有彈性功能,成功解決了高容量材料退化和充放電速度慢等問(wèn)題,可以應(yīng)用于多種類型的高容量二次電池。
三星宣布搞定石墨烯電池
11月末,三星電子宣稱已開(kāi)發(fā)出石墨烯電池技術(shù),在提高電池容量的同時(shí)能夠把充電速度提升到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的5倍。三星先進(jìn)技術(shù)研究院(SAIT)稱,這種基于石墨烯材料的電池容量比目前市面上的電池高出45%。
日本研發(fā)新型電解液電壓平臺(tái)提升至4.6V
12月初,來(lái)自東京大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員研發(fā)了是一種含有阻燃劑磷酸三甲酯的高濃度電解液。這種電解液不易燃燒,并可實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定充放電1000多次或時(shí)長(zhǎng)一年以上,并將工作電壓從當(dāng)前的3.7伏特提高到4.6伏特。
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電池技術(shù)
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原文標(biāo)題:【利元亨·高工風(fēng)向】2017電池技術(shù)領(lǐng)域大事記 固態(tài)電池/燃料電池研發(fā)應(yīng)用提速
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