編者按:近期,中國科學(xué)院電工研究所鋰漿料電池項(xiàng)目成功研發(fā)成功,并有北京市科學(xué)技術(shù)委員會進(jìn)行驗(yàn)收。該項(xiàng)目的成功,在全球?qū)崿F(xiàn)了鋰漿料電池從零到一的突破。相較于傳統(tǒng)鋰電池,鋰漿料電池有著制造成本更低、可以再生修復(fù)、電池內(nèi)部安全可控、解決了電池回收的難題等優(yōu)點(diǎn)。
近期,由中國科學(xué)院電工研究所承擔(dān)的鋰漿料電池項(xiàng)目通過北京市科學(xué)技術(shù)委員會驗(yàn)收。該項(xiàng)目一代中試產(chǎn)品的研發(fā)成功,在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了鋰漿料電池從零到一的突破。
“低成本、長壽命、高安全、易回收,是儲能電池發(fā)展的綜合目標(biāo)。目前已有的鋰離子電池普遍'嬌小富貴',并不適合大型儲能場景。能否以儲能應(yīng)用需求為導(dǎo)向,開發(fā)'傻大笨粗'的大容量電力儲能專用電池?2010年底,我們開始探索鋰電池與其它類型蓄電池的結(jié)合,研究適合大容量儲能的鋰漿料電池,一做就是八年。”談及項(xiàng)目研發(fā)的初衷,陳永翀這樣說道。
陳永翀是中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)研究組組長,也是鋰漿料電池項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)的帶頭人。據(jù)悉,“鋰漿料電池”這一技術(shù)名稱由陳永翀技術(shù)團(tuán)隊(duì)在2015年發(fā)明專利CN 201510164222.1中第一次正式提出,截至目前,該項(xiàng)目共申請專利92項(xiàng),獲授權(quán)35項(xiàng),相關(guān)專利數(shù)量世界第一,核心技術(shù)專利于今年3月獲得美國授權(quán),在國際上形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線。
陳永翀介紹說,與傳統(tǒng)鋰電池相比,鋰漿料電池有四大特點(diǎn):一是電池制造成本更低,超厚漿料電極是普通鋰離子電池涂布粘接電極厚度的10-50倍,適合提供大容量的電力儲能輸出;二是可以再生修復(fù),當(dāng)電池使用一段時間性能下降后,通過再生技術(shù)修復(fù)電池內(nèi)部界面,重新提升電池活力,達(dá)到10年以上日歷使用壽命;三是電池內(nèi)部安全可控,當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生短路故障時,可以通過安全系統(tǒng)對電池內(nèi)部進(jìn)行可控維護(hù),保證電池不燃燒、不爆炸;四是解決了電池回收的難題,當(dāng)電池報廢后,漿料方便回收處理,可以通過補(bǔ)充缺失的微量元素,再生后用于新電池生產(chǎn)。據(jù)估計,鋰漿料電池制造成本比普通鋰離子電池約低1/3,未來規(guī)?;a(chǎn)后有望突破度電成本0.4元/kWh。
創(chuàng)新就是不斷挑戰(zhàn)并克服困難的過程。在鋰漿料電池最初的原理驗(yàn)證階段,陳永翀帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)嘗試多種材料配方,創(chuàng)新性地提出完全不同于已有電池結(jié)構(gòu)的“集流內(nèi)阻解耦結(jié)構(gòu)”,通過開展相關(guān)試驗(yàn),一舉攻克技術(shù)難關(guān),解決了超厚電極的極化問題。
陳永翀進(jìn)一步提到,鋰漿料電池又分為小儲能應(yīng)用產(chǎn)品和大儲能應(yīng)用產(chǎn)品,前者主要目標(biāo)是替代部分鉛酸電池市場,后者主要應(yīng)用于容量型儲能場景。鋰漿料電池是容量型長時儲能領(lǐng)域的重要技術(shù)方向,未來將廣泛應(yīng)用于低速電動車、光伏儲能、基站儲能、家庭儲能和削峰填谷的電力儲能場景。
“下一步,我們的工作重點(diǎn)是工藝裝備的研發(fā)和技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,開展'從一到十'的放大中試工作。目前,團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)接近產(chǎn)品應(yīng)用的第二代電池中試產(chǎn)品,計劃明年實(shí)現(xiàn)鋰漿料電池MVP產(chǎn)品的小批量生產(chǎn),交付目標(biāo)客戶試用。未來,我們還將以市場應(yīng)用為導(dǎo)向,反饋并迭代開發(fā)新型儲能電池產(chǎn)品。”陳永翀表示。
原標(biāo)題:我國率先在鋰漿料電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破