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                  “微米球”照亮電池業未來

                  鋰電中國瀏覽量:1986時間:2012-05-25 08:53:39

                  “我們剛在棗莊市與海特電子集團簽署了合作協議,進行微納米磷酸鐵鋰電池的實驗和生產,用不了多久,我國的電動自行車及電動汽車就會用上我們自己生產的新型高效蓄電池!比涨,經濟導報記者在山東省科學院能源研究所采訪時,該所副研究員蔡飛鵬博士語氣中難掩興奮和自豪。

                  據了解,國際上能夠生產綜合性能良好的磷酸鐵鋰產品的企業主要分布在美國和加拿大,但國外供應商為追求更高的附加值不愿意向國內市場單獨供應磷酸鐵鋰材料。國內現階段磷酸鐵鋰產品的綜合性能與國際水平仍有一段距離,阻礙了我國電動汽車用動力型磷酸鐵鋰電池的發展。而蔡飛鵬團隊近日制備的微納米結構磷酸鐵鋰正極材料,有望打破國外廠商在這一領域的壟斷地位!拔⒚浊颉比¢L補短

                  “微納米結構磷酸鐵鋰正極材料集合了納米與微米材料之所長,各項性能比普通產品有了大幅提高,目前正在專利申請!痹谏綎|省科學院能源研究所一間忙碌的實驗室里,蔡飛鵬一邊在真空“手套箱”內組裝電池,一邊對導報記者介紹說,納米的長度是10-9米,微米的長度是10-6 米,后者“體形”比前者大得多,但各有長短。比如,納米結構的磷酸鐵鋰正極材料電化學性能好,但密度較低、容量較;微米結構的磷酸鐵鋰正極材料密度較高、易加工,但電化學性能不如前者。

                  那么,有沒有能將二者取長補短的好辦法呢?經過大量基礎和實驗研究,蔡飛鵬和山東省科學院能源研究所副研究員、博士楊改等組成的團隊巧妙地通過噴霧等二次造粒工藝,將納米級磷酸鐵鋰正極材料做成了由數個微米組成的“微米球”。該材料既具有納米顆粒良好的快速充放電能力及低溫放電性能,又具有微米球形顆粒較高的振實密度,同時通過控制結晶工藝保證了材料批次的穩定性。

                  片刻之后,蔡飛鵬手舉一個組裝完的紐扣電池說:“經大量實驗證明,由于比一般納米結構的磷酸鐵鋰正極材料密度高,用‘微米球’做成的磷酸鐵鋰正極材料容量可以提高12%以上,壽命可延長10%以上,成本則可以降低20%以上!睋䴗y算,如果將微納米結構磷酸鐵鋰正極材料進行工業化大生產,其價格將只有8萬/噸至10萬元/噸,而目前市場上一般磷酸鐵鋰正極材料的價格是12萬元/噸,前景誘人。

                  據介紹,該發明項目自兩年前即開始著手,目前正處于中試(實驗室)階段,工業化生產后可廣泛應用于各類電子產品、電動汽車和電動自行車,以及太陽能 、風能等的蓄能和電網的削峰。許多企業看到其巨大的發展潛力,紛紛與山東省科學院能源研究所商談合作事宜,前文提及的海特電子集團就是其中之一。該集團主打產品是高能環保的鋰離子電池,年產值超過10億元,借助與山東省科學院能源研究所的合作,無疑將大大推動其“打造中國北方地區最大的綠色能源基地”的步伐!皝淼谜菚r候”

                  “目前,磷酸鐵鋰材料的專利大都被國外的大學和公司申請,國內的材料以及電池的出口受到極大的限制,產業發展存在很大隱患。但微納米結構磷酸鐵鋰正極材料填補了市場空白,今后這一局面將大大改觀!鄙綎|省科學院能源研究所副所長許崇慶表示。

                  在他看來,在我國能源對外依存度超過50%并且日益增長、必須發展低碳經濟以保證人類永續生存和發展的大背景下,發展新能源汽車已成為我國的戰略決策,其中電動汽車是重要的發展方向,而作為能源載體的動力電池是電動汽車的技術核心。作為新能源汽車對電池的基本要求主要有如下幾點:一是安全可靠,不會發生著火爆炸傷人的事故;二是有足夠的比能量以保證一次充電的續駛里程;三是有足夠高的大電流充放電能力,以節省為充電而停駛的時間并提供汽車爬坡、提速需要的瞬間負荷;四是具有可接受的使用壽命及適當的性價比。

                  如今,傳統的鉛酸電池和鎳氫電池很難滿足電動汽車的要求,而以磷酸鐵鋰為正極材料的磷酸鐵鋰電池由于具有高容量、低價格、高安全性、長壽命、無污染等突出優勢,已成為美國、加拿大和中國動力電池的主流研究方向,有望在電動汽車領域得到大力發展。但由于國外企業技術封鎖,國內現階段磷酸鐵鋰產品的綜合性能與國際水平仍有一段距離,阻礙了我國電動汽車用動力型磷酸鐵鋰電池的發展,其主要表現是容量低、充電時間長、衰減嚴重、批次穩定性較差。而微納米結構磷酸鐵鋰正極材料正好彌補了這些不足,可謂“來得正是時候”。

                  據了解,我國對磷酸鐵鋰電池推廣的支持力度正在加大,在國家“十二五”“863”項目中,用于支持相關研究的基金超過1億元。目前,廣州、天津的電池業比較發達,山東也在急起直追,濟南、泰安皆傳出建設萬噸級磷酸鐵鋰材料基地的消息。許崇慶認為,作為國內首屈一指的汽車和電動車大省,擁有強大技術支撐的山東省電池業,由此將進入一個嶄新的發展階段。

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