2017年是我國新能源汽車(chē)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一年,全國上下,團結一心,為實(shí)現祖國汽車(chē)制造業(yè)“彎道超車(chē)”的夢(mèng)想而奮進(jìn)。電池中國網(wǎng)特對2017年國內車(chē)用動(dòng)力電池技術(shù)成就進(jìn)行了盤(pán)點(diǎn),以此向為共和國新能源汽車(chē)事業(yè)發(fā)展做出階段性貢獻的科研工作者們致敬!
新型高安全性隔膜:20-40微米厚度可調的鋰電池隔膜
在新型高安全性隔膜方面,2017年2月,“鋰離子動(dòng)力電池用新型高安全性隔膜研究及應用示范”項目通過(guò)國家科技部驗收。該項目利用可控紫外交聯(lián)聚芳醚酮,實(shí)現制備20-40微米厚度可調的鋰電池隔膜,已建成年產(chǎn)30噸可控紫外交聯(lián)聚芳醚酮鋰離子動(dòng)力電池隔膜原材生產(chǎn)線(xiàn)和年產(chǎn)100萬(wàn)平方米可控紫外交聯(lián)聚芳醚酮鋰離子動(dòng)力電池隔膜生產(chǎn)線(xiàn)。
高鎳正極材料:高鎳系材料首次放電容量提高至≥206mAh/g
在高鎳正極材料方面,依托國家重點(diǎn)專(zhuān)項“高比能量動(dòng)力鋰離子電池開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)”在高鎳正極材料上取得突破性進(jìn)展,解決了高鎳系材料放電比容量低、首效低的技術(shù)難題。
通過(guò)與前驅體控制結晶合成技術(shù)、富氧氣氛二次固相合成技術(shù)和配方調整、包覆技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)結合,已成功提高Ni2+氧化成Ni3+氧化程度,減少材料表面與電解液接觸,降低材料表面殘余Li量,在不提高Ni含量的前提下,將高鎳系材料首次放電容量提高至≥206mAh/g,首效≥90%,振實(shí)密度≥2.1g/cm3,磁性雜質(zhì)含量≤40ppb,pH≤11.7。目前該項目已經(jīng)建成20噸/月中試生產(chǎn)線(xiàn)。
高比能量動(dòng)力電池:300Wh/kg的動(dòng)力電池技術(shù)取得突破
2017年我國高比能量動(dòng)力電池技術(shù)取得重大突破。其中由天津力神電池股份有限公司牽頭承擔的國家重點(diǎn)專(zhuān)項“高比能量密度鋰離子動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)”取得階段性進(jìn)展。
2017年4月,國家科技部網(wǎng)站透露,該項目研究團隊開(kāi)發(fā)完成了單體能量密度達260Wh/kg的動(dòng)力電池,相比目前電動(dòng)汽車(chē)普遍使用的動(dòng)力電池能量密度提升了30%。通過(guò)對新型高鎳正極材料、硅碳復合負極材料以及新型電解液等高比能量電池關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究和攻關(guān),團隊成功開(kāi)發(fā)完成單體能量密度達260Wh/kg的單體電芯,在350次充放電循環(huán)后容量保持率達到83.28%;同時(shí)開(kāi)發(fā)出了單體能量密度達280Wh/kg以及300Wh/kg的動(dòng)力電池樣品。
2017年5月,國家科技部網(wǎng)站透露,由合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司牽頭承擔的項目“高比能量動(dòng)力鋰離子電池的研發(fā)與集成應用”取得了階段性進(jìn)展。項目研究團隊開(kāi)發(fā)完成能量密度達281Wh/kg和302Wh/kg的電池單體樣品。團隊通過(guò)電池模型模擬分析,從材料體系匹配和電芯設計工藝角度對新型正極材料、硅基負極材料以及高安全電解液等開(kāi)展了深入研究和技術(shù)攻關(guān)。目前,采用高鎳正極材料匹配硅基負極材料實(shí)現單體電池能量密度達281Wh/kg,1C倍率充放室溫循環(huán)350次容量保持80%;采用富鋰正極材料匹配硅基負極材料實(shí)現單體電池能量密度達302Wh/kg。
國家鋰離子動(dòng)力電池工程技術(shù)研究中心通過(guò)驗收
2017年8月,國家鋰離子動(dòng)力電池工程技術(shù)研究中心通過(guò)了國家科技部驗收。
據了解,天津力神電池股份有限公司按照國家工程技術(shù)研究中心有關(guān)建設管理要求,從新能源汽車(chē)發(fā)展的國家戰略需求出發(fā),以促進(jìn)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展為目標,重點(diǎn)圍繞鋰離子動(dòng)力電池先進(jìn)工藝、工程技術(shù)、新產(chǎn)品和應用研究開(kāi)發(fā)為核心進(jìn)行組織結構和硬件設施組建,先后完成了研發(fā)、測試和服務(wù)等5個(gè)平臺的建設,具備了鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)及工藝裝備的研究和工程化能力。
此外,在工程中心建設期間,取得了一批重要成果,開(kāi)發(fā)了多款鋰離子電池,能量密度達到180-207Wh/kg,循環(huán)壽命超過(guò)2000次,實(shí)現規?;a(chǎn),并實(shí)現收入51.37億元,帶動(dòng)了相關(guān)企業(yè)的協(xié)同創(chuàng )新,產(chǎn)生了顯著(zhù)經(jīng)濟效益和社會(huì )效益;形成了一支專(zhuān)業(yè)技術(shù)結構合理的研發(fā)團隊,承擔了國家和省部級科技計劃項目23項,獲得授權專(zhuān)利504件,牽頭和參與制定國際、國家和行業(yè)標準13項,獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎1項,省部級科技進(jìn)步獎2項;工程中心堅持開(kāi)放服務(wù),開(kāi)展了一系列技術(shù)合作交流、開(kāi)發(fā)共享活動(dòng),組織了多次國內外技術(shù)交流和技術(shù)培訓,大大促進(jìn)了行業(yè)的科技進(jìn)步。
燃料電池電堆:電堆功率密度2.0kW/L 鉑用量0.33g/kW
我國車(chē)用大功率燃料電池電堆關(guān)鍵技術(shù)尚未完全突破,壽命和成本還不能滿(mǎn)足車(chē)用市場(chǎng)需求,產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化發(fā)展受到制約。
國內重點(diǎn)專(zhuān)項研究團隊在高性能大功率燃料電池電堆項目上,基于具有自主知識產(chǎn)權、經(jīng)過(guò)商業(yè)化應用驗證的燃料電池電堆技術(shù),完成了I型電堆功能樣機的開(kāi)發(fā),電堆功率密度超過(guò)2.0kW/L,可以在-30℃存儲和-20℃啟動(dòng),并經(jīng)過(guò)了相當于轎車(chē)工況5萬(wàn)公里的耐久性考核,目前電堆耐久性和可靠性驗證仍在持續進(jìn)行,該型電堆預計在2018年可實(shí)現商業(yè)化應用。
同時(shí),針對以更高功率密度(3.1kW/L)為目標的II電堆開(kāi)發(fā)工作也取得了明顯進(jìn)展,電極鉑用量已經(jīng)大幅降至0.33g/kW,并且在無(wú)外增濕條件下電極功率密度超過(guò)1W/cm2,按計劃,此型電堆將在2021年實(shí)現商業(yè)化應用。
世界首列氫燃料電池混合動(dòng)力有軌電車(chē)投入運營(yíng)
2017年10月,具有自主知識產(chǎn)權的世界首列氫燃料電池/超級電容有軌電車(chē)投入商業(yè)運營(yíng)。
中車(chē)唐山公司在全球首次攻克了燃料電池/超級電容混合動(dòng)力牽引與控制、大功率燃料電池系統集成與效率優(yōu)化控制、燃料電池/超級電容混合動(dòng)力能量管理、混合動(dòng)力100%低地板有軌電車(chē)模塊化設計與系統集成等關(guān)鍵技術(shù),研制的有軌電車(chē)完全取消受電弓和接觸網(wǎng),填補了該領(lǐng)域空白,實(shí)現了“零排放”和全程“無(wú)網(wǎng)”運行。
2017年10月26日,項目研制的有軌電車(chē)在唐山舉辦的中國工業(yè)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)合大會(huì )上首次投入唐胥鐵路載客運營(yíng),最高運行時(shí)速70公里,一次快速加氫僅需15分鐘。這是全球范圍內氫燃料電池有軌電車(chē)首次商業(yè)運營(yíng),標志著(zhù)我國在新能源軌道交通領(lǐng)域實(shí)現重大突破。

