凜冬時節(jié)，你的電動汽車和移動電子設(shè)備能抵禦極寒天氣嗎？11月15日，第25屆中國國際高新技術(shù)成果交易會上，一款最新研發(fā)的鋰離子電池因其能經(jīng)受上達(dá)零上80℃，下至零下70℃「冰火兩重天」超寬溫域特點倍受關(guān)注。
作為我國首款具有寬溫域、低成本、長壽命的電芯產(chǎn)品，上市後將有望打破未來新能源產(chǎn)業(yè)格局。記者獲悉，該產(chǎn)品已實現(xiàn)了儲能、動力等多個應(yīng)用領(lǐng)域的電芯產(chǎn)品的規(guī)模化量產(chǎn)，有望於明年5月投產(chǎn)。今年6月已在我國東北等地分布式儲能領(lǐng)域開展應(yīng)用示範(fàn)。
研究人員正在進行電芯檢查。
適應(yīng)環(huán)境溫差「橫跨」150℃
這款超「能打」的鋰電池由中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院碳中和技術(shù)研究所先進儲能技術(shù)中心研究團隊歷時10年研發(fā)。15日，記者在深圳會展中心（福田）8號館中科院深圳先進院展區(qū)現(xiàn)場看到，3臺高低溫櫃內(nèi)置有鋰離子電池，持續(xù)供應(yīng)放置在櫃子外面的電視機、小冰箱正常運行。
研究團隊核心成員、中科院深圳先進技術(shù)研究院碳中和所所長助理蔣春磊告訴記者，受電池材料限制，傳統(tǒng)鋰離子電池的工作溫度在0~40℃，低於0℃後鋰電池放電性能就會大幅下降。研發(fā)團隊通過電池負(fù)極材料創(chuàng)新和電解液體系創(chuàng)新，直接擴大了電池的工作溫度範(fàn)圍，其中最低工作溫度達(dá)零下70℃、最高工作溫度達(dá)零上80℃，實現(xiàn)了高寒酷暑的寬溫域應(yīng)用場景。
寬溫域電芯產(chǎn)品亮相第25屆高交會。
研發(fā)關(guān)鍵負(fù)極材料
這麼能「打」的新型鋰電池，究竟「新」在何處？團隊主要從負(fù)極材料和電解液體系上下功夫。
據(jù)介紹，目前電池的正極材料相關(guān)技術(shù)已接近「天花板」，要提升性能，負(fù)極材料尚有發(fā)展空間。為此，團隊研發(fā)了一種新型鋁基複合負(fù)極材料，通過與商用鋰離子電池正極材料匹配，針對不同應(yīng)用場景研發(fā)相應(yīng)電解液體系，成功開發(fā)出了新型鋁基∥∥磷酸鐵鋰電芯、鋁基∥∥錳酸鋰電芯、鋁基∥∥鈷酸鋰電芯和鋁基∥∥三元電芯等超寬溫域電池產(chǎn)品。
「我們開發(fā)的電池產(chǎn)品除了耐熱抗凍的特性以外，還具有高安全、長續(xù)航、快充和低成本的優(yōu)勢?！故Y春磊說，團隊開發(fā)的新型鋁基負(fù)極，在低溫和過充條件下能有效緩解鋰枝晶的產(chǎn)生，提高了安全性。得益於鋁基負(fù)極材料高的理論容量，該電池能量密度較傳統(tǒng)鋰離子電池提升13%-25%，能做到長續(xù)航。由於鋁基複合負(fù)極優(yōu)異的導(dǎo)電性能，產(chǎn)品還表現(xiàn)出不俗的快充性能，20分鐘即可充滿電，為半小時充電需求提供了解決方案。此外，低溫電池產(chǎn)品可以擺脫對昂貴的納米級正極材料的依賴，電池成本可以降低10%-30%。
由深圳先進院碳中和所研究團隊研發(fā)的新型鋰離子電池正在高低溫櫃中接受「冰火兩重天」的考驗。
應(yīng)用場景「上天入地」
據(jù)深圳先進院轉(zhuǎn)化處處長吳小麗介紹，基於新型電池技術(shù)，該團隊的23項相關(guān)專利依托深圳先進院，以知識產(chǎn)權(quán)作價6500萬元，成功實現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，並於2017年3月成立了深圳中科瑞能實業(yè)有限公司。相關(guān)研究成果形成了包括PCT專利，中國發(fā)明專利，美、歐、日、韓發(fā)明專利在內(nèi)的180餘項專利池，獲得授權(quán)專利120餘項。目前已在四川廣元啟動建設(shè)超寬溫域電芯和PACK製造基地，佔地200畝，首期投資規(guī)模12.7億元。蔣春磊透露，項目預(yù)計明年5月份投產(chǎn)。
經(jīng)過團隊多年的技術(shù)攻關(guān)，新型寬溫域電池技術(shù)已成熟並進入市場推廣階段，目前已與電動自行車頭部企業(yè)、新能源汽車頭部企業(yè)、能源領(lǐng)域央企等建立了廣泛且深入的合作。提供的批量電芯性能評估已滿足使用需求。相關(guān)企業(yè)實測結(jié)果表明，使用針對低速電動車開發(fā)的鋁基∥錳酸鋰電芯產(chǎn)品在-50°C條件下放電容量保持率仍然超過60%；針對新能源汽車開發(fā)的鋁基∥磷酸鐵鋰電芯產(chǎn)品可在-30鋰電條件下高效充電，充電容量超過初始容量的91%，將有望解決電動汽車冬季續(xù)航縮水和低溫啟動困難的難題。
相關(guān)產(chǎn)品可以應(yīng)用於光伏儲能、家庭儲能、通訊基站儲能、軌道交通、航空航天、極地科考等領(lǐng)域，尤其適用於高寒地區(qū)及亞熱帶地區(qū)，顯著擴大了電池的應(yīng)用範(fàn)圍。（記者 林麗青 通訊員 孟倩羽）
頂圖：研究團隊核心成員、中科院深圳先進技術(shù)研究院碳中和所所長助理蔣春磊接受記者採訪?！?/strong>
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