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盤點(diǎn)2017之科技篇:“跑進(jìn)科學(xué)” 國內(nèi)動(dòng)力電池科研成就遴選
發(fā)布時(shí)間:2017-12-28 16:45:00
關(guān)鍵詞:電池隔膜 動(dòng)力電池

盤點(diǎn)2017之科技篇:“跑進(jìn)科學(xué)” 國內(nèi)動(dòng)力電池科研成就遴選

  2017年是我國新能源汽車業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一年,全國上下,團(tuán)結(jié)一心,為實(shí)現(xiàn)祖國汽車制造業(yè)“彎道超車”的夢(mèng)想而奮進(jìn)。電池中國網(wǎng)特對(duì)2017年國內(nèi)車用動(dòng)力電池技術(shù)成就進(jìn)行了盤點(diǎn),以此向?yàn)楣埠蛧履茉雌囀聵I(yè)發(fā)展做出階段性貢獻(xiàn)的科研工作者們致敬!


  新型高安全性隔膜:20-40微米厚度可調(diào)的鋰電池隔膜


  在新型高安全性隔膜方面,2017年2月,“鋰離子動(dòng)力電池用新型高安全性隔膜研究及應(yīng)用示范”項(xiàng)目通過國家科技部驗(yàn)收。該項(xiàng)目利用可控紫外交聯(lián)聚芳醚酮,實(shí)現(xiàn)制備20-40微米厚度可調(diào)的鋰電池隔膜,已建成年產(chǎn)30噸可控紫外交聯(lián)聚芳醚酮鋰離子動(dòng)力電池隔膜原材生產(chǎn)線和年產(chǎn)100萬平方米可控紫外交聯(lián)聚芳醚酮鋰離子動(dòng)力電池隔膜生產(chǎn)線。


  高鎳正極材料:高鎳系材料首次放電容量提高至≥206mAh/g


  在高鎳正極材料方面,依托國家重點(diǎn)專項(xiàng)“高比能量動(dòng)力鋰離子電池開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)”在高鎳正極材料上取得突破性進(jìn)展,解決了高鎳系材料放電比容量低、首效低的技術(shù)難題。


  通過與前驅(qū)體控制結(jié)晶合成技術(shù)、富氧氣氛二次固相合成技術(shù)和配方調(diào)整、包覆技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)結(jié)合,已成功提高Ni2+氧化成Ni3+氧化程度,減少材料表面與電解液接觸,降低材料表面殘余Li量,在不提高Ni含量的前提下,將高鎳系材料首次放電容量提高至≥206mAh/g,首效≥90%,振實(shí)密度≥2.1g/cm3,磁性雜質(zhì)含量≤40ppb,pH≤11.7。目前該項(xiàng)目已經(jīng)建成20噸/月中試生產(chǎn)線。

      

  高比能量動(dòng)力電池:300Wh/kg的動(dòng)力電池技術(shù)取得突破


  2017年我國高比能量動(dòng)力電池技術(shù)取得重大突破。其中由天津力神電池股份有限公司牽頭承擔(dān)的國家重點(diǎn)專項(xiàng)“高比能量密度鋰離子動(dòng)力電池開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)”取得階段性進(jìn)展。


  2017年4月,國家科技部網(wǎng)站透露,該項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)完成了單體能量密度達(dá)260Wh/kg的動(dòng)力電池,相比目前電動(dòng)汽車普遍使用的動(dòng)力電池能量密度提升了30%。通過對(duì)新型高鎳正極材料、硅碳復(fù)合負(fù)極材料以及新型電解液等高比能量電池關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究和攻關(guān),團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)完成單體能量密度達(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)開發(fā)出了單體能量密度達(dá)280Wh/kg以及300Wh/kg的動(dòng)力電池樣品。


  2017年5月,國家科技部網(wǎng)站透露,由合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司牽頭承擔(dān)的項(xiàng)目“高比能量動(dòng)力鋰離子電池的研發(fā)與集成應(yīng)用”取得了階段性進(jìn)展。項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)完成能量密度達(dá)281Wh/kg和302Wh/kg的電池單體樣品。團(tuán)隊(duì)通過電池模型模擬分析,從材料體系匹配和電芯設(shè)計(jì)工藝角度對(duì)新型正極材料、硅基負(fù)極材料以及高安全電解液等開展了深入研究和技術(shù)攻關(guān)。目前,采用高鎳正極材料匹配硅基負(fù)極材料實(shí)現(xiàn)單體電池能量密度達(dá)281Wh/kg,1C倍率充放室溫循環(huán)350次容量保持80%;采用富鋰正極材料匹配硅基負(fù)極材料實(shí)現(xiàn)單體電池能量密度達(dá)302Wh/kg。


  國家鋰離子動(dòng)力電池工程技術(shù)研究中心通過驗(yàn)收


  2017年8月,國家鋰離子動(dòng)力電池工程技術(shù)研究中心通過了國家科技部驗(yàn)收。

      

  據(jù)了解,天津力神電池股份有限公司按照國家工程技術(shù)研究中心有關(guān)建設(shè)管理要求,從新能源汽車發(fā)展的國家戰(zhàn)略需求出發(fā),以促進(jìn)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),重點(diǎn)圍繞鋰離子動(dòng)力電池先進(jìn)工藝、工程技術(shù)、新產(chǎn)品和應(yīng)用研究開發(fā)為核心進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)施組建,先后完成了研發(fā)、測(cè)試和服務(wù)等5個(gè)平臺(tái)的建設(shè),具備了鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)及工藝裝備的研究和工程化能力。


  此外,在工程中心建設(shè)期間,取得了一批重要成果,開發(fā)了多款鋰離子電池,能量密度達(dá)到180-207Wh/kg,循環(huán)壽命超過2000次,實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),并實(shí)現(xiàn)收入51.37億元,帶動(dòng)了相關(guān)企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新,產(chǎn)生了顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益;形成了一支專業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)合理的研發(fā)團(tuán)隊(duì),承擔(dān)了國家和省部級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目23項(xiàng),獲得授權(quán)專利504件,牽頭和參與制定國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng),獲得國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng),省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng);工程中心堅(jiān)持開放服務(wù),開展了一系列技術(shù)合作交流、開發(fā)共享活動(dòng),組織了多次國內(nèi)外技術(shù)交流和技術(shù)培訓(xùn),大大促進(jìn)了行業(yè)的科技進(jìn)步。

      

  燃料電池電堆:電堆功率密度2.0kW/L 鉑用量0.33g/kW


  我國車用大功率燃料電池電堆關(guān)鍵技術(shù)尚未完全突破,壽命和成本還不能滿足車用市場(chǎng)需求,產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化發(fā)展受到制約。


  國內(nèi)重點(diǎn)專項(xiàng)研究團(tuán)隊(duì)在高性能大功率燃料電池電堆項(xiàng)目上,基于具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、經(jīng)過商業(yè)化應(yīng)用驗(yàn)證的燃料電池電堆技術(shù),完成了I型電堆功能樣機(jī)的開發(fā),電堆功率密度超過2.0kW/L,可以在-30℃存儲(chǔ)和-20℃啟動(dòng),并經(jīng)過了相當(dāng)于轎車工況5萬公里的耐久性考核,目前電堆耐久性和可靠性驗(yàn)證仍在持續(xù)進(jìn)行,該型電堆預(yù)計(jì)在2018年可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。


  同時(shí),針對(duì)以更高功率密度(3.1kW/L)為目標(biāo)的II電堆開發(fā)工作也取得了明顯進(jìn)展,電極鉑用量已經(jīng)大幅降至0.33g/kW,并且在無外增濕條件下電極功率密度超過1W/cm2,按計(jì)劃,此型電堆將在2021年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

     

  世界首列氫燃料電池混合動(dòng)力有軌電車投入運(yùn)營(yíng)


  2017年10月,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界首列氫燃料電池/超級(jí)電容有軌電車投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。

       

  中車唐山公司在全球首次攻克了燃料電池/超級(jí)電容混合動(dòng)力牽引與控制、大功率燃料電池系統(tǒng)集成與效率優(yōu)化控制、燃料電池/超級(jí)電容混合動(dòng)力能量管理、混合動(dòng)力100%低地板有軌電車模塊化設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù),研制的有軌電車完全取消受電弓和接觸網(wǎng),填補(bǔ)了該領(lǐng)域空白,實(shí)現(xiàn)了“零排放”和全程“無網(wǎng)”運(yùn)行。

      

  2017年10月26日,項(xiàng)目研制的有軌電車在唐山舉辦的中國工業(yè)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)合大會(huì)上首次投入唐胥鐵路載客運(yùn)營(yíng),最高運(yùn)行時(shí)速70公里,一次快速加氫僅需15分鐘。這是全球范圍內(nèi)氫燃料電池有軌電車首次商業(yè)運(yùn)營(yíng),標(biāo)志著我國在新能源軌道交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。


作者: 楊碩      稿件來源: 電池中國網(wǎng)
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