加拿大国家工程院院士张久俊表示,锂电池要想达到比较理想的状态,存在着十个方面的挑战:能量密度、功率密度、安全特性、循环寿命、日历寿命、自放电、快充性能、温度范围、资源环境、成本。

ABEC 2020│第8届电池“达沃斯”论坛现场

ABEC 2020│第8届电池“达沃斯”论坛现场

电池“达沃斯”-电池网10月27日讯(陈语 张倩 长沙宁乡 图文直播)10月27-29日,一年一度的全球电池行业盛会——ABEC 2020 | 第8届中国(长沙·宁乡)电池新能源产业国际高峰论坛在长沙宁乡隆重举办。本届论坛由ABEC(电池“达沃斯”)组委会、中关村新型电池技术创新联盟主办,宁乡高新区独家协办,500余位来自全球电池新能源产业链的“政、产、学、研、金、服、用”各界代表以及媒体等出席,在电池新能源全球化竞争的大背景下,探寻自主品牌向上路径,共议产业健康生态链的构建之道。

论坛同期,由湖南省工业和信息化厅、湖南省商务厅、长沙市人民政府主办的2020湖南(长沙)电池产业博览会盛大开启,展览面积2万平方米,聚焦产业前沿产品、技术、服务,汇集了比亚迪、北汽新能源、奇瑞新能源、力神电池、雄韬股份、欣旺达、电将军、中科星城、华宝储能、多氟多、石大胜华、金银河、大族激光、奥特维、五星铝业等近200家电池新能源产业链优质展商。

加拿大国家工程院院士/加拿大皇家科学院院士/上海大学可持续能源研究院院长张久俊

加拿大国家工程院院士/加拿大皇家科学院院士/上海大学可持续能源研究院院长张久俊

27日上午,加拿大国家工程院院士/加拿大皇家科学院院士/上海大学可持续能源研究院院长张久俊在论坛上做了题为《 全球电动汽车电池及锂电池的发展:现状、挑战、展望》的主题演讲,分享了新能源电动车发展的趋势、电化学能源技术、锂电池发展的趋势等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

张久俊表示,基于化石燃料的汽车会造成污染并破坏我们的环境,用电动汽车运输可以避免这些问题。世界上各主要的发达国家都把发展新能源汽车列为国家战略,而电化学技术被认为是最可行且最有效的储存、转换清洁能源的方式之一。锂离子电池具有高能量和功率密度、型号和尺寸多样、可根据装置要求自由配置能量、比其他二次电池轻的多、与液态电池相比有更高的开路电压、无记忆效应、自放电速率低、环境友好等优势,同时也存在电池寿命不够、内阻高、安全性问题。“锂离子电池要进一步发展,就要发展新型电极材料,提高循环寿命,减少充电时间,要提高安全性。”

张久俊同时指出,锂电池要想达到比较理想的状态,存在着十个方面的挑战:能量密度、功率密度、安全特性、循环寿命、日历寿命、自放电、快充性能、温度范围、资源环境、成本。他认为,未来,提高能量密度、功率密度、寿命仍然是电池开发的研究重点,能量密度是研发最关注的指标,被认为是技术更新换代的标志,而探索低成本的高性能电极/电解质材料是关键因素,而安全性则是未来锂电池最重要的因素。“安全第一,再好的电池没有安全性是不能用的。”他强调。

关于高能量密度电池,张久俊分析称,液态和固态锂电池(包括锂离子电池、锂硫电池和锂空气电池)的进一步开发是实现电动汽车500Wh/Kg能量密度目标的必要策略,可以进一步探索Li-CO2电池和无阳极Li电池在实现大于500Wh/Kg的高能量密度目标方面的可行性。

“我们可以看到,第一代锂电池,它的能量密度大约是100wh/kg,第二代已经发展到200wh/kg,三元体系基本是在第三代,大约是在200-300wh/kg。”张久俊介绍,“锂硫电池,它的优势就是能量密度高,可以达到500-600wh/kg。但是目前的发展有几个问题,循环寿命还不是很高,由于硫的穿梭效应,安全也是一个很大的问题。”

“锂空气电池,它的能量密度理论上可以达到3000wh/kg以上,相当于最好的锂电池10倍的密度,但是目前它存在的问题是寿命不行,目前发展的主要方向还是要发展新材料,尤其是在空气电极上。”论坛上,张久俊还提出了锂空电池改良策略:一是开发合适的碳空气电极材料,增加体系的循环性,提高催化剂负载量;二是寻求优异的催化剂降低过电压从而提高能量效率,例如,开发对氧还原反应与析氧反应都具有明显催化效果的双功能纳米催化剂;三是开发高效的空气过滤膜来分离O2,空气中的H2O、CO2、N2等污染物对于有机体系存在着严重的破坏作用;四是开发复合体系或者固态体系锂空气电池。

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

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