Neue Power-Batterien werden zum Kern der Zukunft der neuen chinesischen Energiefahrzeuge

In China waren power-batterien als eine der Kernkomponenten für die Entwicklung von Elektrofahrzeugen schon immer ein Hot Spot in der Batterieforschung. Hong Li, Forscher des Labors für saubere Energie des Instituts für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, ist im wichtigsten nationalen Forschungs- und Entwicklungsplan für neue Energiefahrzeuge, der 2016 veröffentlicht wurde, für die neuen Materialien für Langzeit-Lithiumbatterien verantwortlich und New System Research “mit dem Ziel, hochenergetische Lithiumbatterien mit hoher Dichte und hoher Sicherheit zu entwickeln, um die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu verbessern. Das Projekt schlug vor, Lithium-Ionen-Batterien, halbfeste Lithium-Schwefel-Batterien und Feststoffbatterien zu untersuchen. Staatliche Lithium-Luft-Batterien, drei Lithium-Langbatterien werden die Zukunft von Chinas neuem Kern von Energiefahrzeugen sein.

Fordern Sie die Energiedichte der Batteriebegrenzung heraus

„Die Verbesserung der Energiedichte der Leistungsbatteriezelle auf 400 Wh / kg oder mehr wird dazu beitragen, die Reichweite des Elektrofahrzeugs erheblich zu verbessern. Nehmen Sie als Beispiel den Beiqi EV200 mit einem Batteriekern von 400 Wh / kg, was einer Energiedichte über 800 Wh / l entspricht. Es gibt ein Batteriepackvolumen und einen Stromverbrauch von 100 Kilometern pro Tonne. Die erste Ladung kann nicht nur 620 Kilometer dauern; Es kann auch die Kosten senken und die Lebensdauer verlängern sowie den großen Unterschied zwischen der aktuellen Leistung von Elektrofahrzeugen und Kraftstofffahrzeugen lösen. "Kürzlich sagte Li He in einem Interview mit dem Reporter.

Als wichtiger Bestandteil des Gesamtaufbaus der nationalen Forschung und Entwicklung für Kraftfahrzeugbatterien für neue Energiefahrzeuge besteht die Aufgabe des Projekts darin, einen neuen Batterietyp mit einer Energiedichte von über 400 Wh / kg an der Spitze der Industriekette zu entwickeln Erkennen und Schlüsseln der wichtigsten grundlegenden wissenschaftlichen Fragen der akkumulation von Batterien mit hoher Energiedichte. Technologie und bieten wichtige Referenz und Anleitung für Unternehmen, um 300 Wh / kg Batterien gleichzeitig zu entwickeln.

Das Forschungs- und Entwicklungsteam von „Studie über neue Materialien und neue Systeme für Lithiumbatterien mit langer Lebensdauer“ ist dafür verantwortlich, die ultimative Energiedichte von Batterien in diesem Projekt in Frage zu stellen.

Energieproduktionszellen-Energiedichte 300 Wh / kg kann realisiert werden

Der Reporter fand aus dem öffentlichen Forschungs- und Entwicklungsprogramm des Unternehmens heraus, dass das Projektteam für die Route mit 300 Wh / kg Lithium-Ionen-Batterie eine positive Elektrode mit hohem Nickelgehalt und eine negative Elektrode aus Nano-Silizium-Kohlenstoff gewählt hatte.

"Aus den jüngsten Fortschritten können die technischen Indikatoren für die Massenproduktion der Zellkern-Energiedichte von 300 Wh / kg erreicht werden." Sagte Li.

In der jüngsten Forschung zu neuen Systembatterien ist das lithiumreiche Material, das im Forschungs- und Entwicklungsteam der „Forschung zu langlebigen Lithium-Ionen-Batterien, neuen Materialien und neuen Systemen“ verwendet wird, die positive Elektrode und die Energiedichte des Silizium-Kohlenstoff-Materials wenn die negative Elektrode 348 Wh / kg erreicht. Die spezifische Energie des lithiumreichen Materials ist positive Elektrode, das Lithiummetall ist die negative Elektrode erreicht 573 Wh / kg, die spezifische Energie der Lithium-Schwefel-Batterie erreicht 600 Wh / kg und die spezifische Energie der primären Lithium-Ionen-Batterie erreicht 780 Wh / kg.

„Die Entwicklung von Batterien mit hoher Energiedichte über 300 Wh / kg, der Lithiummetall enthaltenden negativen Elektrode, ist eine wichtige gemeinsame Technologie. Einige Forschungsteams haben vorgeschlagen, Festelektrolyte oder gemischte Fest-Flüssig-Elektrolyte zu verwenden, um die Hauptprobleme zu lösen, mit denen Batterien konfrontiert sind, die Lithiummetallanoden verwenden oder enthalten. Technische Herausforderungen ", sagte Li.

Im November 2013 legte die Chinesische Akademie der Wissenschaften das strategische Pilotprojekt der Chinesischen Akademie der Wissenschaften vor, das auch die Entwicklung von Festkörperbatterien unterstützte. Drei der Teams machten Fortschritte in der Polymer-, Sulfid- und In-situ-Festkörpertechnologie.

Klare technische Route, aber immer noch vor Herausforderungen

"In der derzeit entwickelten und hergestellten weichgepackten Batterie aus flüssigem Elektrolyt-lithium-ionen-akku beträgt der Gewichtsprozentsatz an flüssigem Elektrolyt im Allgemeinen 15% - 25%, und die negative Elektrode besteht aus Kohlenstoff, Silizium usw. Auf lange Sicht ist dies der Fall." ist notwendig, um auf lange Sicht eine Vollmetall-Lithiumbatterie und eine negative Elektrode zu entwickeln. Enthält Lithiummetall, die Batterie enthält keine Flüssigkeit ", sagte Li.

Obwohl der technische Weg klarer ist, steht er derzeit vor großen Herausforderungen. Li Wei sagte, dass es aufgrund der Entwicklung von gemischten Fest-Flüssig-Elektrolytbatterien und der Vollfestmetall-Lithiumbatterieindustrie notwendig ist, sich auf die Entwicklung von Festelektrolyten und metallischen Lithiummaterialien zu konzentrieren, um das Problem des Grenzflächenionen- und Elektronentransports und -volumens zu lösen Verformung und thermische Stabilität. Die meisten Fertigungsanlagen können unter Verwendung vorhandener Lithium-Ionen-Batterien und Fertigungsanlagen der Primärmetall-Lithiumbatterie-Industrie realisiert werden.

Darüber hinaus wurden auch Technologien zur Steuerung der Produktionsumgebung wie Trockenräume für die großtechnische Herstellung von Lithiummetallbatterien beherrscht. Trotz der Entwicklung von Hybrid-Fest-Flüssig-Elektrolytbatterien und Vollfestmetall-Lithiumbatterien gibt es viele wissenschaftliche und technologische Herausforderungen, einschließlich Herausforderungen bei der Kostenkontrolle.

"Solange wir die grundlegenden wissenschaftlichen Probleme gründlich untersuchen und machbare und kreative umfassende Lösungen vorschlagen, auch wenn die Schwierigkeiten ernst sind, ist es voller Hoffnung", sagte Hong Li.

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