電池是新能源汽車的“動力心臟”,其充電能力、低溫性能和安全性能都關系到車輛的續(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度也可以實現(xiàn)正常運轉?中國科學院院士、南開大學副校長陳軍正帶領團隊書寫“南開答卷”。
陳軍三十多年持續(xù)在電池領域進行科技創(chuàng)新攻關,為未來的大規(guī)模儲能提供了有力的技術支撐。近日,陳軍牽頭的“高性能鋰離子電池關鍵材料技術研究與應用”項目榮獲2023年度天津市科學技術進步特等獎。
項目主要完成人之一、南開大學化學學院博士生導師嚴振華介紹到,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、天津市捷威動力工業(yè)有限公司、物質(zhì)綠色創(chuàng)造與制造海河實驗室三家單位圍繞電池正極展開了長期聯(lián)合攻關,努力消除用戶對新能源汽車的用車焦慮。
嚴振華說:“這個項目中,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構的關鍵新技術,攻克富鋰錳基正極材料在電池使用過程中結構快速劣化導致容量和電壓衰減的問題?!?span style="display:none">EmJ即熱新聞——關注每天科技社會生活新變化gihot.com
項目團隊還破解了電池能量密度、安全性、快充性難以兼顧的難題,突破了高效預充技術、復合耐熱涂層技術、多孔電極快充技術等,開發(fā)出高比能、高安全、快充型鋰動力電池。目前,該項目能量密度最高達到353瓦時每公斤,循環(huán)壽命超過1000次,快充時間實現(xiàn)20分鐘內(nèi),安全性能滿足國標要求。
智能時代,就是不斷超越?!拔易畲蟮母惺芫褪?,自2015年加入項目團隊,10年里項目研發(fā)人員數(shù)量不斷增加。要保持技術領先,就要在了解人家技術的基礎上有自己的創(chuàng)新,并且保證我們的性能指標比他們更好?!眹勒袢A說,“目前很多鋰離子電池在-20℃的時候就基本不能用了,而我們實驗室最新研究的電池在-50℃時仍可以使用。開發(fā)出的鋰離子動力電池和模組系統(tǒng)等產(chǎn)品如今已應用于7款新能源車型,2019年1月至2023年6月間裝車超過10萬輛?!?span style="display:none">EmJ即熱新聞——關注每天科技社會生活新變化gihot.com
合抱之木,生于毫末。從最早需要買國外產(chǎn)權專利到如今有了自己的知識產(chǎn)權專利,從最初團隊成員只有個位數(shù)到如今實現(xiàn)了300人的大團隊……陳軍院士團隊始終在新能源電池領域持續(xù)創(chuàng)新。如今,國內(nèi)新能源電動汽車發(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隊創(chuàng)新攻關的結果,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瓦時提高到450瓦時每公斤,而且相關的快充性能也有提升。未來我們要提升到600瓦時每公斤。”陳軍在接受采訪時說,“我非常樂意和青年人在一起。在日后的科研工作中,我會讓青年科研工作者‘挑大梁、擔主角’,腳踏實地、仰望星空、勇毅前行?!惫タ岁P鍵難題勇攀科技高峰南開人始終抱定“知中國,服務中國”初心在實現(xiàn)高水平科技自立自強、加快建設科技強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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