La nueva batería de energía se convertirá en el núcleo del futuro de los vehículos de nueva energía de China

En China, como uno de los componentes centrales para el desarrollo de vehículos eléctricos, las baterías eléctricas siempre han sido un punto caliente en el campo de la investigación de baterías. En el plan nacional de investigación y desarrollo especial clave para vehículos de nueva energía lanzado en 2016, Hong Li, investigador del Laboratorio de Energía Limpia del Instituto de Física de la Academia de Ciencias de China, es responsable de los “Materiales nuevos de baterías de litio de energía a largo plazo and New System Research ”, con el objetivo de desarrollar baterías de litio de alta energía, alta densidad y alta seguridad para mejorar la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos, el proyecto propuso estudiar baterías de iones de litio, baterías semisólidas de litio-azufre, baterías sólidas. baterías estatales de litio-aire, tres baterías de litio de batería larga se convertirán en el futuro del núcleo de vehículos de nueva energía de China.

Desafía la densidad de energía del límite de la batería

“Mejorar la densidad de energía de la celda de la batería de potencia para alcanzar 400Wh / kg o más ayudará a mejorar significativamente la autonomía de conducción del vehículo eléctrico. Tome el Beiqi EV200 como ejemplo, núcleo de batería de 400Wh / kg, que es equivalente a la densidad de energía por encima de 800Wh / L. Hay un volumen de batería y un consumo de energía de 100 kilómetros por tonelada. La primera carga no solo puede durar 620 kilómetros; también puede reducir el costo y extender la vida útil, y resolver la gran diferencia entre el desempeño actual de los vehículos eléctricos y los vehículos de combustible ”. Recientemente, dijo Li He en una entrevista con el reportero.

Como parte importante del diseño general de la investigación y el desarrollo de baterías de energía de vehículos de nueva energía nacional, la tarea del proyecto es desarrollar un nuevo tipo de batería con una densidad de energía superior a 400Wh / kg en la vanguardia de la cadena de la industria, y Reconocer y definir los aspectos científicos básicos clave de la acumulación de baterías de alta densidad energética. Tecnología y proporcionan una referencia y orientación importantes para que las empresas desarrollen baterías de 300Wh / kg simultáneamente.

El equipo de I + D del “Estudio sobre nuevos materiales y nuevos sistemas para baterías de litio de larga duración” es responsable de desafiar la máxima densidad de energía de las baterías en este proyecto.

Se puede realizar una densidad de energía de celda de producción en masa de 300Wh / kg

El reportero descubrió en el programa público de investigación y desarrollo declarado por la compañía que para la ruta de la batería de iones de litio de 300Wh / kg, el equipo del proyecto eligió un electrodo positivo con alto contenido de níquel y un electrodo negativo de carbono con nano-silicio.

"A partir del progreso reciente, se pueden lograr los indicadores técnicos de producción en masa de densidad de energía del núcleo de la celda de 300Wh / kg". Dijo Li.

En la investigación reciente sobre nuevas baterías de sistema, el material rico en litio utilizado en el equipo de I + D de "Investigación de nuevos materiales y nuevos sistemas de baterías de iones de litio de larga duración" es el electrodo positivo y la densidad de energía del material de silicio-carbono. ya que el electrodo negativo alcanza los 348 Wh / kg. La energía específica del material rico en litio es el electrodo positivo, el metal de litio es el electrodo negativo que alcanza los 573Wh / kg, la energía específica de la batería de litio-azufre alcanza los 600Wh / kg y la energía específica de la batería primaria de iones de litio alcanza 780Wh / kg.

“El desarrollo de baterías de alta densidad de energía de más de 300Wh / kg, el electrodo negativo que contiene metal de litio es una tecnología común importante. Algunos equipos de investigación han propuesto el uso de electrolitos sólidos o electrolitos sólidos-líquidos mixtos para resolver los principales problemas que enfrentan las baterías que usan o contienen ánodos de metal de litio. Desafíos técnicos ", dijo Li.

En noviembre de 2013, la Academia de Ciencias de China presentó el proyecto piloto estratégico de la Academia de Ciencias de China, que también apoyó el desarrollo de baterías de estado sólido. Tres de los equipos lograron avances en tecnología de polímeros, sulfuros y estado sólido in situ.

Ruta técnica clara pero aún enfrentando desafíos

"En la batería compacta de electrolito líquido de iones de litio desarrollada y producida actualmente, el porcentaje en peso del electrolito líquido es generalmente del 15% al 25%, y el electrodo negativo es de carbono, silicio, etc. Es necesario desarrollar una batería de litio totalmente sólida y un electrodo negativo a largo plazo. Contiene metal de litio, la batería no contiene ningún líquido ", dijo Li.

Aunque la ruta técnica está más clara, actualmente se enfrenta a grandes desafíos. Li Wei dijo que a partir del desarrollo de baterías de electrolitos sólidos-líquidos mixtos y la industria de baterías de litio de metal totalmente sólido, es necesario centrarse en el desarrollo de electrolitos sólidos y materiales de litio metálico para resolver el problema de la interfaz de transporte de iones y electrones, volumen. deformación y estabilidad térmica. La mayoría de los equipos de fabricación se pueden realizar utilizando baterías de iones de litio existentes y equipos de fabricación de la industria de baterías de litio de metal primario.

Además, también se han dominado las tecnologías de control del entorno de producción, como las salas de secado para la producción a gran escala de baterías de metal de litio. A pesar del desarrollo de baterías híbridas de electrolitos sólido-líquido y baterías de litio totalmente sólidas, existen muchos desafíos científicos y tecnológicos, incluidos los desafíos del control de costos.

"Siempre que estudiemos a fondo los problemas científicos básicos y propongamos soluciones integrales viables y creativas, incluso si las dificultades son serias, estamos llenos de esperanza", dijo Hong Li.

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