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吴锋:提升能量密度是二次电池重大应用需求和技术进步的驱动力
2016-06-21 10:16:00
关键词:锂产业国际高峰论坛圆桌会议

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图为北京理工大学能源与环境材料学科首席教授吴锋在会议上做演讲


  2016年6月20-21日,青海省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、中国电动汽车百人会在青海西宁举办,“锂产业-新生态”国际高峰论坛。本届论坛是“第十七届中国·青海绿色发展投资贸易洽谈会”的重要活动之一,体现了“开放合作·绿色发展”的主题。电池中国网对本届论坛进行了全程直播报道。

  6月21日上午,在以“先进电池技术与锂资源高效利用”为主题的圆桌会议上,北京理工大学能源与环境材料学科首席教授吴锋做出了演讲,以下为演讲内容:

  吴锋:各位上午好!我发言的题目主要是围绕电池研究,包括锂离子电池等等。

  锂二次电池及其关键材料,是当前国际竞相研发的热点,已成为新一代信息通讯、电动汽车、储能电站与国防安全等重大应用的关键环节。储能也越来越得到重视。最近报告美国NASA研制新型纯电动飞机,实现了零排放,以后的商用化也期待着电池技术的发展。现在通信发展到5G,电动汽车也如此,现在“十三五”把能量密度指标提的越来越高。储能也要求有比较高的能量密度和比较高的功率密度,当然要求很长的寿命和很低的价格。

  对正极材料做的一些仿生的研究,也是为了提高功率密度。我们还研究快充型高容量锂例子电池正极材料材料。在硅基负极材料方面,以有机硅工业生产过程中产生的工业肥料为多孔硅原材料。硅基负极材料本身制造工艺比较简单,为以后利用有机硅肥料提供技术路径,也有利于以后规模化生产。还有用稻壳制备多孔硅,这也是比较广泛的原料。

  新型电解质,用不可燃的无机骨架将离子液体固态化,我们研制出新型的纳米交联基的固态电解质,同时具有较高的室温电导率、较宽的电化学窗口和不可燃性。NMR研究表明,被限制的离子液体展示出类似于业态ILE中离子的流体动力学特征,具有高的离子传导性,有较好的热稳定性。如图,这是钢性骨架和柔性骨架。

  持续提升能量密度是二次电池重大应用需求和技术进步的驱动力,急需探索新材料。我们2002年开始提出多电子反应,到现在经过三期的研究,提出多电子反应材料体系包括石墨烯基硫/碳3D复合材料等。我们对石油化工产业流程副产物的有效利用与开发,为今后发展产业是有好处的。

  电池材料的回收和资源化再生研究。回收现在也越来越得到重视,我们在梯次利用方面进行过研究,预测到2020年,全球废旧锂电池的数量约为250亿只。我国在这方面有很大的缺口。日本也进行了动力电池的回收,这是非常有意义的事情。我们通过柠檬酸处理进行动力学分析,开发出用抗坏血酸对废旧电池重金属离子的绿色浸提技术。

  随着新能源汽车的快速发展,动力电池的需求一度呈井喷之势。2015年我国新能源汽车产量达到37.9万辆,动力电池整体出货量达到15.7GWH,同比上年增长3倍之多。动力电池的爆发性需求已延伸到正极、负极和隔膜、电解液等相关材料产业,以及上游锂矿资源。在工信部提高准入门槛后,我国动力电池产业将面临新一轮的洗牌,从几千家企业优胜劣汰为上百家。能量密度、安全性、寿命、成本仍然是动力电池产业发展的主要制约因素,有待材料、电池、工艺系统的创新。

  谢谢大家!


稿件来源: 电池中国网
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