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中国300瓦时/公斤动力电池已经接近应用要求了

电动汽车观察家 电动汽车观察家

科技部新能源车重大专项动力电池专项研究取得了实质性突破。2020年要产业化的300瓦时/公斤动力电池已经接近应用要求。三个团队中,宁德时代能量密度达到304瓦时/公斤,循环寿命也基本上在1000次左右,安全性也全部通过;另外力神和国轩的团队,循环寿命和能量密度也差不多。

1月7日,中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高在座谈中提及了上述进展。欧阳明高同时是国家863 计划“节能与新能源汽车”重大项目总体专家组组长。

欧阳明高

欧阳明高介绍,三个团队采用的技术路线大同小异,都是正极高镍三元,负极是硅碳负极。基本上是软包电池,不是方形电池。

欧阳明高解释说,300瓦时/公斤的单体大概能做出200-210瓦时/公斤的电池系统。而2017年底、2018年年初行业的水平是:能量密度单体大概230瓦时/公斤左右,系统大约150瓦时/公斤左右。“就是说我们2018、2019年还需要再提高50~70瓦时/公斤。这个我认为是可以做到的。至于(电芯)350瓦时/公斤、(系统)260瓦时/公斤是我们力争的目标。”

欧阳明高还介绍了另外两大动力电池研究的现状和目标。

其一是,2025年产业化、希望冲击单体电池400瓦时/公斤的动力电池。他说,300瓦时/公斤动力电池,所需的是负极从碳变成硅碳。400瓦时/公斤动力电池,要变的是正极。“目前可选的正极有好几种,现在我们新能源汽车重点专项取得突破性进展的是高容量富锂锰基正极材料,有两个单位承担了前沿基础项目:一个是(中科院)物理所,改善了富锂锰基正极循环的电压衰减,达到的指标是100周之后电压衰减降到了2%以内,应该说这是一个重大的进展。另外一个是北京大学的团队,首次研制出了比容量400毫安时/克的富锂锰基正极,对于400瓦时/公斤应该是没有问题的,甚至可能更高。”

其二是固态电池。“固态电池国内有多家研究机构和产业单位在做,包括中科院青岛能源所、(中科院)宁波材料所,(中科院)物理所等,也包括宁德时代新能源、中航锂电等。最近宁波材料所跟赣锋锂业合作,正在推进产业化,计划2019年量产。”

纵览2017年中国动力电池研究现状,欧阳明高给出了以下概括:

第一,锂离子动力电池有望于2020年前实现300瓦时/公斤目标,目前国内外技术研发基本处于同一水平,但安全性研究尚待加强。

第二,作为实现远期目标的两类新体系,锂硫、锂空气电池方面,目前国内外进展相对缓慢,2017年没有看到突破性的进展。

第三,固态电池的研发产业化持续升温,但受到固/固界面稳定性和金属锂负极可充性两大问题的制约,真正的全固态锂金属负极电池还没有成熟,但是以无机硫化物作为固态电解质的锂离子电池出现突破。

第四,中国在高容量富锂正极材料方面2017年取得了一些突破,基于高容量富锂正极和高容量硅碳负极的革新型锂离子电池比锂硫和锂空电池更具可行性。

由此,“节能与新能源汽车”重大项目总体专家组对动力电池技术的发展趋势判断做了更新:

2020年,动力电池做到比能量300瓦时/公斤、比功率1000瓦时/公斤,循环1000次以上,成本0.8元/瓦时以内,“这个是确定的”。对应的材料是高镍三元。“镍、钴、锰比例由3:3:3转向6:2:2,就是高镍,镍变成6,再转变到8:1:1,镍变成8,钴进一步降到1,甚至钴进一步降到0.5。负极要从碳负极向硅碳负极转型。这是我们当前的技术变革。”

到2025年,正极材料方面进一步提升性能,比如说富锂锰基材料。“我们2020~2025年,动力电池能量密度从300瓦时/公斤做到400瓦时/公斤,每瓦时成本从8毛钱以内到6毛钱以内。这个时候我们一般的性价比的纯电动轿车合理的里程300—400公里。”

到2030年,“希望在电解质方面取得突破,也就是2025~2030年最大的突破可能在电解质,就是固态电池会规模产业化,电池单体比能量有望冲击500瓦时/公斤”。2030年,常规的性价比车型应该可以达到500公里以上。

但欧阳明高强调,以上预测不作为国家电池技术路线图的依据,仅供参考。

来源:北京赛车pk10开奖直播

作者:电动汽车观察家

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