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清華教授:動力電池全方位變革,就在2030年!

每日經(jīng)濟(jì)新聞 2023-11-06 22:31:40

每經(jīng)記者 董天意    每經(jīng)編輯 盧祥勇 孫磊    

“電池的安全問題,從科學(xué)的角度來看是電池?zé)崾Э氐倪^程。這一代鋰離子電池在動力方面應(yīng)用是在2000年左右,預(yù)計(jì)2030年會有一次全方位的革新?!鼻迦A大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士歐陽明高在日前舉行的新能源科學(xué)與交通電動化國際論壇上告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者。

近年來,隨著動力電池應(yīng)用場景的豐富,有關(guān)動力電池短路、起火等消息也逐漸傳出。例如年內(nèi)1月份,動力電池回收龍頭格林美發(fā)布公告,稱下屬子公司生產(chǎn)鈷產(chǎn)品的輔助工序錳銅綜合回收提純車間失火。而海外電池儲能項(xiàng)目起火的新聞更是常見。

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圖片來源:每日經(jīng)濟(jì)新聞?苗詩雨 攝

歐陽明高也坦言,動力電池從2000年開始,第一個(gè)十年主要是解決動力化的安全問題?!耙?yàn)殇囯x子電池用于動力,第一個(gè)問題就是安全,而安全問題現(xiàn)在還在繼續(xù)解決。”歐陽明高說。

歐陽明高告訴記者,電池的熱失控是由各種誘因過充過放等導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度上升,超過正常電化學(xué)反應(yīng)過程,出現(xiàn)放熱的副反應(yīng)。“副反應(yīng)會加速電池溫度上升,當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn)每秒鐘上升1000攝氏度,熱失控發(fā)生。熱失控發(fā)生之后,會在整個(gè)電池系統(tǒng)中蔓延,蔓延就像我們點(diǎn)燃了鞭炮一樣,導(dǎo)致最后的事故?!睔W陽明高說。

據(jù)了解,電池安全技術(shù)體系包括三方面。首先是主動安全應(yīng)對各種誘因,開發(fā)產(chǎn)品為智能電池;其次安全主要是提高電池本身材料的熱穩(wěn)定性,防止熱失控的發(fā)生,并打造全固態(tài)電池;最后是被動安全與安全電池,包括蔓延過程、防控設(shè)計(jì)和系統(tǒng)開發(fā)。

實(shí)際上,當(dāng)下動力電池的安全技術(shù)也在不斷迭代升級。年內(nèi)3月份,埃安舉行了彈匣電池2.0槍擊試驗(yàn)發(fā)布會,全球首次實(shí)現(xiàn)電池整包槍擊不起火,首次解決了多電芯瞬時(shí)短路、爆裂性破壞等極端環(huán)境下的電池安全難題;4月份,寧德時(shí)代發(fā)布凝聚態(tài)電池技術(shù),單體能量密度高達(dá)500Wh/kg,并且兼具高能量密度和高安全的特性。

隨著電池安全系數(shù)提升,歐陽明高判斷:“智能安全電池在2025年左右會實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,全固態(tài)電池則預(yù)計(jì)在2027年到2030年之間形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)化?!?/span>

需要關(guān)注的是,在目前鋰電池蓬勃發(fā)展的背景下,包括氫燃料電池在內(nèi)的多種電化學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用場景也逐漸增多。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù),2023年上半年,氫燃料電池商用車的銷量達(dá)2085輛,同比增長了102%,是新能源商用車整體增速的兩倍。

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其中,氫燃料電池方面,億華通、天能股份、美錦能源等多公司逐步完善氫能“制、儲、運(yùn)”產(chǎn)業(yè)鏈;寶馬、豐田、啟辰等車企也陸續(xù)推出氫燃料電池汽車產(chǎn)品。而在目前清潔低碳的發(fā)展思路之下,氫燃料電池被市場認(rèn)為是電化學(xué)系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一。

億華通科技股份有限公司研發(fā)總監(jiān)方川向記者表示,氫能是實(shí)現(xiàn)碳中和的主力軍,氫儲能在長周期儲能場景中具有不可替代性,目前產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈基本形成。

中國石化股份公司總工程師、中國科學(xué)院院士謝在庫則認(rèn)為,氫是能源的載體,是推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的重要著力點(diǎn)。建立“制儲運(yùn)用”穩(wěn)定的綠氫系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵?!八砸罅Πl(fā)展氫經(jīng)濟(jì)、氫產(chǎn)業(yè)。氫能科技,特別是規(guī)模化制備四大關(guān)鍵科技是基礎(chǔ)、是重要的?!敝x在庫說。

“21世紀(jì)重要的終端能源有三點(diǎn)‘電、氫、熱’,電(占比在)60%到70%,氫(占比在)20%左右?!鄙钲诖髮W(xué)教授、中國工程院院士謝和平判斷,“氫既可以是二次能源、又可以是交換能源、又可以作為燃料,但是最終也必須是綠電,氫更應(yīng)該是綠氫,煤制氫、天然氣制氫、灰氫、藍(lán)氫最終都要變成綠氫,純凈水制氫肯定是綠氫,純凈水全球來說總體是短缺的,海水制氫是必然趨勢。”

記者|董天意?苗詩雨(實(shí)習(xí))?編輯|盧祥勇?孫磊?易啟江校對|孫志成

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