中科院物理研究所陈立泉院士谈锂离子电池创新与发展

 

        "节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)"明确指出,要以纯电驱动为汽车工业转型的主要战略取向,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。争取到2015 年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆,到2020年超过500万辆。到2015年,纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车在纯电驱动模式下的最高车速不低于100 公里/小时,综合工况续驶里程分别不低于150公里和50公里。动力电池模块比能量达到150瓦时/ 公斤以上,成本降低至2 /瓦时,循环寿命稳定达2000次或10年以上。到2020年动力电池模块比能量达到300 瓦时/公斤以上,成本降低至1.5 /瓦时以下。

 

    材料是基础,先进的材料是先进制造业的基础。先进的锂离子电池材料是先进锂电池的基础。

为了完成上述任务,在未来八年中我们应立足于哪些材料或电化学体系?我们必须作出正确选择。我们应重点关注哪些材料或电化学体系?我们必须有前瞻性的战略眼光。

目前到2015年,应研究开发含钴、镍基氧化物,三元材料,尖晶石锰酸锂和层状锰系正极材料以及高电位正极材料;高容量硅碳复合负极材料;宽电化学窗口、高安全性新型电解质体系[包括聚合物为主的固体电解质)和新型隔膜材料等。

    "着眼2015年,应深入开展下一代新型动力电池材料的创新研究,比如,开展多电子反应材料和自由基聚合物材料的基础研究,以及锂空气电池、锂硫电池等新的电化学体系探索研究。为电动汽车产业中长期发展进行技术储备,确立我国下一代车用动力电池的主导技术路线。报告分两部分,第一部分将回顾物理所近几年对儿种常见正极材料的物理研究结果,以深化对这些材料性能的理解,从而为对这些材料的改性提供启迪。

    报告第二部分将简述如何利用"材料基因组计划"开发并完善一套适用于开发锂离子电池关键材料的材料科学系统工程的方法,并用于探索发现全新的高能量密度、高循环寿命的锂离子电池电极材料以及电压窗口高的固体电解质材料,为未来高能量密度动力型锂离子电池产业发展提供材料科学基础。

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