长续航动力锂电池：新能源汽车的“未来芯”

近日，有媒体报道称，电动汽车制造商菲斯克刚刚申请了固态电池的专利，使电动汽车的电池寿命提高到惊人的804公里，充电时间缩短到一分钟。

在中国，动力电池作为电动汽车发展的核心部件之一，一直是电池研究领域的热点。在2016年启动的国家重点研发计划中的新能源汽车重点项目中，中国科学院物理研究所清洁能源实验室研究员李宏负责“长寿命动力锂电池新材料新系统研究”项目，旨在开发具有高能量密度和高安全性的锂电池，以提高电动汽车的续航里程。该项目提出的三种长寿命动力锂电池的研究将成为中国新能源汽车的核心。挑战电池的极限能量密度“将动力电池芯的能量密度提高到400Wh/kg以上，将有利于大幅提高电动汽车的续航里程。以北汽EV200为例，400Wh/kg的电池相当于800Wh/L以上的体积能量密度。保持现有电池组的体积和每吨100公里的功耗不变，不仅可以一次充电续航620公里；它还可以降低成本，延长使用寿命，解决目前电动汽车和燃油汽车性能的巨大差异。“日前，李宏在接受《科技日报》记者采访时表示。作为国家新能源汽车动力电池研发总体布局的重要一环，该项目的任务是在产业链最前沿开发能量密度在400Wh/kg以上的新型电池，积累科学知识和关键技术y高能量密度电池的基本科学问题，为企业同时开发300Wh/kg电池提供重要参考和指导。“长寿命动力锂电池新材料新系统研究”的研发团队承担着挑战该项目电池极限能量密度的任务。批量生产能量密度为300Wh/kg的电池可以实现记者从该企业申报的公开研发计划中发现，对于300Wh/kg锂离子动力电池的路线，一些项目团队选择了高镍阳极和纳米硅碳阴极。“从最近的进展来看，可以实现量产电池能量密度达到300Wh/kg的技术指标。”李伟说。在最近的新电池系统研究中，“长寿命动力锂电池新材料新系统研究”研发团队采用了富锂材料作为正极，以硅碳材料作为负极的电池能量密度达到348Wh/kg，而以富锂材料为正极、金属锂为负极的电池的比能达到573Wh/kg。锂硫电池的比能量达到600 wh/kg；

一次锂空气电池的比能量达到780Wh/kg。“这是开发超过300Wh/kg的高能量密度电池的重要通用技术，负极含有金属锂。一些研究团队提出使用固体电解质或混合固液电解质来解决使用或含有金属锂负极的电池面临的主要技术挑战。”李伟说。2013年11月，中国科学院布局了中国科学院A级战略试点项目，该项目也支持固态电池的开发，三个团队分别在聚合物、硫化物和原位固态技术方面取得了进展。技术路线很明确，但仍面临挑战。“目前，在液体电解质锂离子电池的软电池芯中，液体电解质的重量百分比一般为15%-25%，负极为碳、硅等。从长远来看，未来有必要发展全固体金属锂电池。负极含有金属锂，电池不含任何液体。 “李伟说。虽然技术路线明确，但目前面临巨大挑战。李宏说，从开发混合固液电解质电池和全固体金属锂电池的角度来看，有必要重点开发固体电解质和金属锂材料，以解决界面离子和电子输运、体积变形和热稳定性。大多数制造设备可以利用锂离子电池和一次金属锂电池行业现有的制造设备来实现。此外，还掌握了批量生产金属锂电池的干燥室等生产环境控制技术。尽管混合固液电解质电池和全固体金属锂电池的开发仍面临许多科学和技术挑战，包括控制成本的挑战。“只要我们扎实深入地研究基本科学问题，提出切实可行、富有创造性的综合解决方案，即使困难重重，也充满希望。”李伟说。近日，有媒体报道称，电动汽车制造商菲斯克刚刚申请了固态电池的专利，使电动汽车的电池寿命提高到惊人的804公里，充电时间缩短到一分钟。

在中国，动力电池作为电动汽车发展的核心部件之一，一直是电池研究领域的热点。在2016年启动的国家重点研发计划中的新能源汽车重点项目中，中国科学院物理研究所清洁能源实验室研究员李宏负责“长寿命动力锂电池新材料新系统研究”项目，旨在开发具有高能量密度和高安全性的锂电池，以提高电动汽车的续航里程。该项目提出的三种长寿命动力锂电池的研究将成为中国新能源汽车的核心。挑战电池的极限能量密度“将动力电池芯的能量密度提高到400Wh/kg以上，将有利于大幅提高电动汽车的续航里程。以北汽EV200为例，400Wh/kg的电池相当于800Wh/L以上的体积能量密度。保持现有电池组的体积和每吨100公里的功耗不变，不仅可以一次充电续航620公里；

它还可以降低成本，延长使用寿命，解决目前电动汽车和燃油汽车性能的巨大差异。“日前，李宏在接受《科技日报》记者采访时表示。作为国家新能源汽车动力电池研发总体布局的重要一环，该项目的任务是在产业链最前沿开发能量密度在400Wh/kg以上的新型电池，积累科学知识和关键技术y高能量密度电池的基本科学问题，为企业同时开发300Wh/kg电池提供重要参考和指导。“长寿命动力锂电池新材料新系统研究”的研发团队承担着挑战该项目电池极限能量密度的任务。批量生产能量密度为300Wh/kg的电池可以实现记者从该企业申报的公开研发计划中发现，对于300Wh/kg锂离子动力电池的路线，一些项目团队选择了高镍阳极和纳米硅碳阴极。“从最近的进展来看，可以实现量产电池能量密度达到300Wh/kg的技术指标。”李伟说。在最近的新电池系统研究中，“长寿命动力锂电池新材料新系统研究”研发团队采用了富锂材料作为正极，以硅碳材料作为负极的电池能量密度达到348Wh/kg，而以富锂材料为正极、金属锂为负极的电池的比能达到573Wh/kg。锂硫电池的比能量达到600 wh/kg；一次锂空气电池的比能量达到780Wh/kg。“这是开发超过300Wh/kg的高能量密度电池的重要通用技术，负极含有金属锂。一些研究团队提出使用固体电解质或混合固液电解质来解决使用或含有金属锂负极的电池面临的主要技术挑战。”李伟说。2013年11月，中国科学院布局了中国科学院A级战略试点项目，该项目也支持固态电池的开发，三个团队分别在聚合物、硫化物和原位固态技术方面取得了进展。技术路线很明确，但仍面临挑战。“目前，在液体电解质锂离子电池的软电池芯中，液体电解质的重量百分比一般为15%-25%，负极为碳、硅等。从长远来看，未来有必要发展全固体金属锂电池。负极含有金属锂，电池不含任何液体。 “李伟说。虽然技术路线明确，但目前面临巨大挑战。李宏说，从开发混合固液电解质电池和全固体金属锂电池的角度来看，有必要重点开发固体电解质和金属锂材料，以解决界面离子和电子输运、体积变形和热稳定性。大多数制造设备可以利用锂离子电池和一次金属锂电池行业现有的制造设备来实现。此外，还掌握了批量生产金属锂电池的干燥室等生产环境控制技术。尽管混合固液电解质电池和全固体金属锂电池的开发仍面临许多科学和技术挑战，包括控制成本的挑战。“只要我们扎实深入地研究基本科学问题，提出切实可行、富有创造性的综合解决方案，即使困难重重，也充满希望。”李伟说。

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