新能源汽車產(chǎn)業(yè)的核心是三電技術(shù)(電池、電機、電控),誰掌握了三電技術(shù)話語權(quán),誰就具備市場主導權(quán)。
日前,新華日報·交匯點記者從南京大學新材料與能源技術(shù)研發(fā)中心了解到,新一代柔性高容量高安全固態(tài)鋰電池的樣品已完成,能量密度達400Wh/kg,未來將邁入量產(chǎn)階段。

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市場需求導向,瓶頸待突破
從兩三百公里到四五百公里,再到如今的六七百公里,近年來,新能源汽車隨著動力電池能量密度的提升、布局方式的優(yōu)化,續(xù)航里程在不斷攀升。
與之相對應的是中國的汽車產(chǎn)業(yè)在劇變,新能源汽車產(chǎn)業(yè)正沖擊著傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè),根據(jù)中汽協(xié)此前發(fā)布的消息:2020年,中國新能源汽車銷量為136.7萬輛,市場占有率為5.4%;而到2022年,新能源汽車銷量已提升至688.7萬輛,市場占有率達25.6%;進入2023年,前8個月的新能源汽車銷量同比增長39.2%,其銷量已達汽車新車總銷量的29.5%。
市場正在深踩油門,但隨著傳統(tǒng)鋰電池能量密度上限250Wh/kg的技術(shù)瓶頸到來、車輛使用場景增多,市場對續(xù)航里程提出了更高的要求,這一要求直接傳導至汽車廠家,紛紛尋找更優(yōu)的電池供應商,甚至直接參與到電池研發(fā)中。
在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的另一端,無論是寧德時代、比亞迪、LG等頭部企業(yè),還是規(guī)模較小的電池廠商,都在緊鑼密鼓地研發(fā)新一代電池,以尋求新突破,占領(lǐng)市場高地。
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專家介紹

金鐘,南京大學新材料與能源技術(shù)研究中心主任、南京大學化學化工學院教授、博導,先后入選國家青年千人、國家優(yōu)青、科技部創(chuàng)新人才推進計劃等,擔任江蘇省化學化工學會青委會主任、江蘇省材料學會理事、江蘇省汽車工程學會動力電池專委會委員、江蘇省能源研究會理事。
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能量密度達400Wh/kg,耐受針刺剪切
在南京大學化學化工學院內(nèi),金鐘向記者表示,他們所研發(fā)的柔性固態(tài)電池,采用柔性、可彎折的正負電極材料和柔性高分子復合固體電解質(zhì)進行搭配,性能上有著非常明顯的優(yōu)勢。

“這款電池采用高容量的新型正負電極材料,可以大幅提高電池的比容量?!苯痃娊榻B說,同時通過疊片式軟包電池的設(shè)計和組裝,可以簡化電池外殼和電極等模塊,減輕電池模組的重量,能量密度能達到400Wh/kg以上,這也就是說,未來新能源汽車的續(xù)航里程可以成倍增長。

在安全性方面,該電池也從根本上解決了液態(tài)電解液的安全隱患。“我們采用高分子復合的柔性固體電解質(zhì),完全不可燃,不含有任何低閃點、易燃易爆的有機溶劑?!苯痃娊榻B說,這就解決了電解液的易燃性問題,更為關(guān)鍵的是,由于固體電解質(zhì)薄膜致密無孔,機械強度較高,能有效抑制負極鋰枝晶刺穿造成的短路問題。同時,該電池在穩(wěn)定性方面也有優(yōu)質(zhì),在過度充電、內(nèi)部短路、高溫等異常情況下不會引發(fā)自燃、自爆的安全隱患,尤其能夠耐受針刺、沖擊、剪切等外力作用。

值得一提的是,該電池具備良好的柔韌性、耐彎折性能,可以彎折上萬次而不會出現(xiàn)破裂,即便把電池拉伸到初始長度的數(shù)倍,電池仍能正常工作。該電池循環(huán)壽命可達1000次左右,充放電速度與現(xiàn)有鋰電池相當。
金鐘向記者表示,目前他們團隊牽頭成立了南京大學新材料與能源技術(shù)研發(fā)中心,獲得了啟動經(jīng)費、5000平米的研發(fā)中試場地等支持條件,并搭建了固態(tài)鋰電池技術(shù)研發(fā)基地和試生產(chǎn)線,實現(xiàn)了固態(tài)電池器件的組裝和測試,正開展產(chǎn)業(yè)化應用推廣。
記者 季燃冰 通訊員 于玥晗