2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--動力電池

1380Wh/kg比能量密度!富鋰錳基電池正極材料重大進展

  北京大學夏定國教授團隊開展新型高比能錳基正極材料研究,突破了摻雜、包覆、納米形貌等傳統改性方法的限制,將LiMO2相與單層Li2MnO3相復合制備出了一種O2構型的富鋰錳基動力電池正極材料。

  該種正極材料具有400mAh/g以上的放電比容量和1380Wh/kg以上的比能量密度,是目前國內外已報道的具有最高比能量密度的鋰離子電池富鋰錳基正極材料。

  該研究為新型高比能量鋰離子電池正極材料的設計思路提供了新的方向,并突破了國外層狀富鋰錳基材料專利(O3構型)的限制。研究成果“A High-CaPAcity O2-TyPE Li-Rich Cathode Material with a Single-LayerLi2MnO3 Superstructure”已在Advanced Materials上發表。

美國兩大學利用PDMS層 減少鋰金屬電池鋰晶枝的生成

2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--動力電池的圖1

  亞利桑那州立大學(ASU)的研究人員與萊斯大學的同行們將3D聚二甲基硅氧烷(PDMS)層或硅樹脂層用作鋰金屬陽極的基材,旨在緩解鋰晶枝的生成。

  該研究的內容包括:向電池陽極下方新增一層PDMS,旨在“大幅減少”鋰晶枝增長。該研究團隊還設計了PDMS基材,利用其多面性立體結構,希望延長鋰金屬電池的使用壽命。據研究人員透露,上述因素與鋰金屬內部的累計應力有直接關聯性,而褶皺狀的PDMS基材對于緩解應力將起到積極作用。

東芝研發成功全新一代SCiB車用鋰離子電池

2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--動力電池的圖2

  此前東芝官方宣布,已經成功研發全新一代車用超級充電鋰離子電池(SCiB),具備能量密度高,極速充電等優點。

  東芝在其2008推出的SCiB基礎上開發出以鈦鈮氧化物為負極材料的鋰離子電池,其鋰離子存儲量是以石墨為負極材料鋰電池的兩倍。與此同時,東芝還展示了新型鋰電池的樣品,50Ah,尺寸僅111mm x 194mm x 14.5mm。據悉,其充電6分鐘就能達到90%的電量,而傳統電動車的鋰電池即便采用快充,30分鐘才只能充到80%。根據東芝官方的實測數據(日本JC08標準),這種新型鋰離子電池可達到充電6分鐘,行駛320公里的驚人表現,是傳統鋰離子電池的三倍。

  據介紹,新一代鋰電池充放電5000次之后,依然能夠保持90%以上的電池容量,損耗率極低。另外,在零下10℃的低溫環境中也能實現快充。據悉,新一代SCiB電池有望在2019年實現商用。

本田稱研發出首塊商用鎂電池

2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--動力電池的圖3

  本田公司對外宣布與崎玉縣產業技術綜合中心合作,開發出了世界上第一塊可以實際應用的鎂充電電池。本田公司希望在2018年實現鎂電池的商用化,并徹底代替鋰電池。

  鎂離子電池比鋰離子電池具有更大的儲能能力,是商用鋰離子電池的4倍左右,可以使汽車行使更長的里程。

  同時,采用鎂作為負極,在反復充放電過程中不會產生枝晶,因此循環性能非常優良,多次充放電后損耗較小。有學術資料甚至稱,鎂離子電池是迄今為止最具有理論前景的適用電動汽車的綠色蓄電池,不僅能夠提高續航里程,對于整車的加速性能也會有很大的提升,將會是一場新的能源利用方式的革命。

  另一方面,鎂電池比鋰更安全,不會像鋰電池一樣容易發生火災的危險,并且鎂的成本比鋰低了96%,崎玉縣產業技術綜合中心的研究員表示,他們在對鎂電池進行技術性能評估之后認為,鎂電池在壽命和安全性能方面均不亞于鋰電池,他們希望與多家電池廠商積極合作,盡快實現量產。

全國首條固態電池產線投產

  2018年11月19日,陶(昆山)能源發展有限公司(以下簡稱清陶能源)對外宣布,其建成的全國首條固態鋰電池產線正式投產。據悉,這條總投資達1億元的生產線產能規模為0.1GWh,已經批量生產出了第一批固態電池產品,目前可以日產1萬顆電芯。

  固態鋰電池摒棄了易燃易爆的危險化學品——電解液,具有能量密度高、安全可靠、可實現柔性/微型化等特點。即使對電池進行針刺、剪切、擠壓、重物沖擊等各種物理破壞均不會出現冒煙、起火、爆炸的安全事故,滿足特殊應用場景的高安全需求。

  固態電池是目前學術界和產業界公認的下一代鋰電池發展方向,包括豐田、東芝、蘋果以及寶馬、奔馳、大眾等國際知名企業都在這個領域有所布局。目前清陶能源已與多家大型車企開展合作,對于固態電池裝備整車有了明確的路線圖,預計在2020年能夠滿足車企在動力電池方面的需求,為其提供電池方案。

浙大與英國合作開發的石墨烯氣凝膠首次在燃料電池中成功應用

2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--動力電池的圖4

  對于甲醇燃料電池,避免甲醇穿越質子交換膜是當前燃料電池研究的一個重點。為了避免甲醇穿越質子交換膜,傳統的直接甲醇燃料電池只能用1-2M的低濃度甲醇作為燃料,從而大大降低了其輸出功率。此外,甲醇的毒性嚴重影響此類燃料電池的民用。

  近日,英國North Umbria University 的Terence(Xiao Teng)Liu博士課題組和浙江大學高超教授課題組合作成功將石墨烯氣凝膠應用在了直接甲醇燃料電池中。此項工作利用石墨烯氣凝膠良好的導電性能,優異的機械性能,高催化劑負載性能和超輕的質量,用石墨烯氣凝膠替代傳統燃料電池中的兩個重要組建—電極板和氣體擴散層,大大降低燃料電池重量的同時將燃料電池的質量功率密度提升了3倍。

  石墨烯氣凝膠具有特殊的選擇吸附性,即使將12M的甲醇存儲在氣凝膠中,甲醇也幾乎不會穿過質子交換膜。此外,石墨烯氣凝膠還起到了燃料存儲的作用,使得該燃料電池在無需持續輸送甲醇的情況下維持運行,從而省去了外接甲醇存儲裝置和復雜的燃料循環系統,并降低了制作成本。

國家啟動新能源汽車動力電池回收平臺

  工信部在北京召開新能源汽車國家監測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺啟動會。2018年8月1日起,我國開始對動力蓄電池生產、銷售、使用、回收等全過程進行信息采集,監測各環節主體履行回收利用責任情況。國家平臺啟動運行是實施溯源管理走出的關鍵一步,對有效推動新能源汽車動力蓄電池回收利用具有重要意義。

  未來將通過信息采集與管理等功能,實現動力蓄電池產品全生命周期監管,達到來源可查、去向可追、節點可控、責任可究的目的,從而有效監管電池各環節責任主體的回收利用責任落實。

愛馳汽車全資投入電池包工廠,“三明治”結構電池包重磅下線

2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--動力電池的圖5

  8月27日,愛馳汽車的電池包總成在其常熟電池包工廠正式下線。本次下線的電池包總成采用“三明治”結構。

  通常電池在充放電過程中,會產生一定的熱量,及時有效的冷卻是保證電池性能的關鍵。業內通常是將電池模組直接組裝在存有冷卻液的冷卻板上。然而,一旦冷卻液泄漏,就有導致電池短路進而發生起火爆燃的可能。愛馳汽車電池研發團隊通過控制層、冷卻層、強度層、電芯層等多層結構實現電池包內"干區"和"濕區"的分離,就像一塊夾有多層食材的"三明治"。該結構電池包,能在保證電池得到很好冷卻和預熱的前提下,進一步提升整車安全性--即使是在受到沖擊甚至擠壓變形,也能確保泄漏的冷卻液不會接觸到電池模組,避免因接觸冷卻液而短路造成的起火和爆炸等危險。這項創新技術屬于國內首創,在國際上也具有領先水平。

  干濕分離除了"防短路"的安全效果以外,還讓電池包的維護更加方便。同時,采用“三明治”結構之后,電池包的冷卻板不再需要承重,因此可以使用更為輕薄的口琴管,使得整個電池包的重量相比傳統結構減少了3-4公斤。

寧德時代電池新工廠落子德國圖林根州

2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--動力電池的圖6

  德國時間2018年7月9日下午,寧德時代CATL與德國圖林根州州政府簽署了一份投資協議。根據協議內容,寧德時代CATL將在聯邦德國圖林根州埃爾福特市設立電池生產基地及智能制造技術研發中心。

  寧德時代CATL圖林根電池生產基地將分兩期建設,主要從事鋰離子電池的研發與生產,計劃于2021年投產,2022年達產后將形成14GWh的產能,有望為當地提供約600個就業崗位。電池生產基地制造的產品將為寶馬、大眾、戴姆勒、捷豹路虎、PSA等全球知名車企配套。

10  比亞迪在青海啟動我國最大的電池級碳酸鋰項目 年產值45億元

  據搜狐報道,日前,我國最大的碳酸鋰項目——青海鹽湖比亞迪開發有限公司3萬噸電池級碳酸鋰項目、青海鹽湖佛照藍科鋰業公司2萬噸電池級碳酸鋰項目啟動。

  據了解,青海省已探明鋰礦儲量占中國保有儲量的比例達83%。此次開工的兩個項目投資近80億元,預計建設工期1年半左右,屆時鹽湖股份碳酸鋰產能將達到年產6萬噸,項目投產后年產值將達到45億元。

  充足的鋰資源對于國家新能源汽車產業的發展至關重要。隨著新能源汽車產業的高速發展,青海的鹽湖提鋰商業化進程也必將全面提速。

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