電池是新能源汽車的“動(dòng)力心臟”，其充電能力、低溫性能和安全性能都關(guān)系到車輛的續(xù)航能力和安全保障。未來充一次電就能跑1000公里？即使零下70度也可以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)？中國科學(xué)院院士、南開大學(xué)副校長陳軍正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)書寫“南開答卷”。
陳軍三十多年持續(xù)在電池領(lǐng)域進(jìn)行科技創(chuàng)新攻關(guān)，為未來的大規(guī)模儲(chǔ)能提供了有力的技術(shù)支撐。近日，陳軍牽頭的“高性能鋰離子電池關(guān)鍵材料技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲2023年度天津市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)。
項(xiàng)目主要完成人之一、南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士生導(dǎo)師嚴(yán)振華介紹到，受益于新能源汽車的不斷增長，鋰電池行業(yè)已迎來一輪又一輪的發(fā)展機(jī)遇，然而傳統(tǒng)電池能量密度不足帶來的“里程焦慮”、安全性能不足帶來的“安全焦慮”、充電用時(shí)長帶來的“充電焦慮”三大問題也逐漸凸顯，成為限制新能源汽車發(fā)展的“三座大山”。而影響這些性能的關(guān)鍵之一，就是占電池成本三分之一以上的正極材料。
對此，南開大學(xué)、天津市捷威動(dòng)力工業(yè)有限公司、物質(zhì)綠色創(chuàng)造與制造海河實(shí)驗(yàn)室三家單位圍繞電池正極展開了長期聯(lián)合攻關(guān)，努力消除用戶對新能源汽車的用車焦慮。
嚴(yán)振華說：“這個(gè)項(xiàng)目中，我們提出了高鎳三元正極材料一致性批量制備新方法，解決了三元材料前驅(qū)體鎳、鋁、鈷氫氧化物溶度積常數(shù)差距大造成的不均勻沉淀難題；開發(fā)了穩(wěn)定富鋰錳基正極材料結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵新技術(shù)，攻克富鋰錳基正極材料在電池使用過程中結(jié)構(gòu)快速劣化導(dǎo)致容量和電壓衰減的問題?！?span style="display:none">zxK即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還破解了電池能量密度、安全性、快充性難以兼顧的難題，突破了高效預(yù)充技術(shù)、復(fù)合耐熱涂層技術(shù)、多孔電極快充技術(shù)等，開發(fā)出高比能、高安全、快充型鋰動(dòng)力電池。目前，該項(xiàng)目能量密度最高達(dá)到353瓦時(shí)每公斤，循環(huán)壽命超過1000次，快充時(shí)間實(shí)現(xiàn)20分鐘內(nèi)，安全性能滿足國標(biāo)要求。
智能時(shí)代，就是不斷超越?！拔易畲蟮母惺芫褪?，自2015年加入項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，10年里項(xiàng)目研發(fā)人員數(shù)量不斷增加。要保持技術(shù)領(lǐng)先，就要在了解人家技術(shù)的基礎(chǔ)上有自己的創(chuàng)新，并且保證我們的性能指標(biāo)比他們更好。”嚴(yán)振華說，“目前很多鋰離子電池在-20℃的時(shí)候就基本不能用了，而我們實(shí)驗(yàn)室最新研究的電池在-50℃時(shí)仍可以使用。開發(fā)出的鋰離子動(dòng)力電池和模組系統(tǒng)等產(chǎn)品如今已應(yīng)用于7款新能源車型，2019年1月至2023年6月間裝車超過10萬輛。”
合抱之木，生于毫末。從最早需要買國外產(chǎn)權(quán)專利到如今有了自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利，從最初團(tuán)隊(duì)成員只有個(gè)位數(shù)到如今實(shí)現(xiàn)了300人的大團(tuán)隊(duì)……陳軍院士團(tuán)隊(duì)始終在新能源電池領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新。如今，國內(nèi)新能源電動(dòng)汽車發(fā)展的越來越安全、性能越來越好，這不僅是三十多年來陳軍院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新攻關(guān)的結(jié)果，也將是他們眼下繼續(xù)努力的發(fā)展方向。
“目前，我們已經(jīng)將固態(tài)電池樣品由400瓦時(shí)提高到450瓦時(shí)每公斤，而且相關(guān)的快充性能也有提升。未來我們要提升到600瓦時(shí)每公斤?！标愜娫诮邮懿稍L時(shí)說，“我非常樂意和青年人在一起。在日后的科研工作中，我會(huì)讓青年科研工作者‘挑大梁、擔(dān)主角’，腳踏實(shí)地、仰望星空、勇毅前行?！惫タ岁P(guān)鍵難題勇攀科技高峰南開人始終抱定“知中國，服務(wù)中國”初心在實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)、加快建設(shè)科技強(qiáng)國的新征程上為中國式現(xiàn)代化源源不斷注入南開力量
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