中國有研國家動力電池創新中心在高能量密度鋰電池領域取得系列進展
2024年02月17日 17:37 8544次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 重點新聞 作者： 齊小鵬 王仁念 錢義 權威
近日，中國有研國家動力電池創新中心科研團隊通過集中攻關，在高能量密度鋰離子電池技術方面取得系列新進展。高能量密度鋰電池領域取得的系列進展對提升新能源車續航里程、發展綠色航天航空、研制新型武器裝備具有重要意義。
常規鋰離子電池一般采用易燃的碳酸酯等有機物作為液態電解液溶劑，該種電解液存在較大的安全風險。半固態電池通過減少液態電解液用量以提高鋰電池的安全性。但是，其存在固化技術條件苛刻、流程長、電池一致性差、電性能不良等行業共性問題，限制了其推廣應用。針對上述問題，國家動力電池創新中心基于高比容量三元正極材料和硅基負極材料體系，開發了超吸附原位固化電解質體系及連續化生產工藝，在保證電池安全性基礎上，解決了半固態電池固化不均一、阻抗高、電性能差等工程化技術難題，單體電池能量密度超過350Wh/kg，電池包能量密度達到250Wh/kg，成功實現裝車搭載，能支持純電動車1000公里以上續航里程，加速了高能量密度半固態電池在超長續航高端電動車上的推廣應用。
據了解，少數的400Wh/kg鋰電池技術，一般采用超高鎳三元正極材料、超高容量硅負極材料。這些材料不僅成本高，而且使用壽命短，嚴重限制其實際應用推廣。國家動力電池創新中心采用自主開發的低成本富鋰錳基材料、超高鎳三元材料兩大技術路線，匹配低膨脹高穩定硅基負極，結合多元復合粘結劑及多維導電網絡構筑技術、自主設計的高電壓功能電解液及自適應成膜技術，攻克了比容量超1000mAh/g硅基負極的表界面穩定性難題，實現電池能量密度超過402Wh/kg、體積比能量達900Wh/L、循環500周容量保持率大于85%，支持2C快速充放電，滿足體積小、質量輕、續航長的應用需求，在虛擬現實（VR）等新型電子產品上實現了驗證，拓寬了高能量密度電池的應用領域。
現有的高容量三元材料、硅負極材料已經不能滿足500Wh/kg超高能量密度電池對材料體系的要求。國家動力電池創新中心基于底層材料創新，采用自主開發的高容量富鋰錳基正極材料，匹配有鋰和無鋰負極雙技術路線，突破了正極產氣抑制、負極界面穩固、耐高壓電解液等關鍵技術，單體電池能量密度突破500Wh/kg，實現穩定循環，綜合性能優異，有力地支撐了我國綠色航空制造業發展綱要戰略實施，并在陸海空天及國防等特種應用領域實現應用推廣。
國家動力電池創新中心相關負責人表示，該中心將始終牢記推動中國動力電池技術進步的使命擔當，勇攀科技創新高峰，聚焦行業痛點、難點技術，發揮行業組織、協同攻關、技術引領作用，持續推動我國動力電池行業高質量發展。
責任編輯：孟慶科
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