電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
諾貝爾化學獎花落鋰離子電池的喜訊，從瑞典傳向世界各地。來自美國的約翰·古迪納夫、英國的斯坦利·惠廷厄姆和日本的吉野彰三名科學家，共同分享2019諾貝爾化學獎。
為高尚成果而驚喜，向科學家精神致敬的同時，鋰離子電池再次成為聚光燈下的明星技術。記者梳理發現，在三位獲獎科學家致力于鋰離子電池發展的創新征途上，也有幾筆精彩的“江蘇印記”——它不僅意味著開啟一個“可充電的世界”，更作為工業革命的緊要基礎，成為行業轉型的強大“推動器”。
基礎研究范疇“強聯手”，論文成果發表于Nature子刊
“今年諾貝爾化學獎頒給古迪納夫，可以說是對整個鋰離子電池行業的肯定與激勵。” 蘇州大學能源學院院長晏成林教授提到， 現年97歲的美國德克薩斯大學奧斯汀分校教授古迪納夫，成為諾獎歷史上年齡最大的獲獎者，鈷酸鋰、錳酸鋰等電池材料都是他發明的，如今鋰離子電池產業化，以及電動車的發展，都有賴于古德納夫的貢獻。
被業界譽為“鋰離子電池之父”，古迪納夫名副其實，如今，他依舊奮斗、活躍在科研一線，并與江蘇科研團隊在鋰離子電池基礎研究方面有著緊要合作。今年2月22日，古迪納夫與蘇州大學能源學院晏成林教授、錢濤老師在《自然-通訊》（Nature Communications）上發表題為《空氣穩定鋰金屬負極用于低成本制造的無枝晶鋰金屬電池》的研究論文。該研究提出了由一種疏水氟化石墨（GF）和氟化鋰（LiF）作為保護層的鋰金屬負極，在空氣中可以保持長時間穩定，而且具有可以抑制鋰枝晶生長等高安全性能。
“隨著電動車和儲能電網等高能耗儲能使用的快速發展，傳統的鋰電池已經不能滿足需求，急切需要開發具備高能量密度的新一代鋰離子電池。”晏成林向記者解釋，該研究采用在高溫下熔融的鋰金屬和氟化石墨反應，在表面形成具有疏水性的保護層，既可以保護金屬鋰在空氣中不被水氧侵蝕，又可以戒備清新鋰金屬在循環過程與電解液筆直接觸形成不穩定的固態電解質界面膜，顯著提高了鋰負極安全性，延長了電池的循環壽命。
在這一研究成果的推動下，今后，一般干燥房中就可以進行電池包裝工序，并且可以實現大面積加工，降低成本，加快鋰離子電池產業化。
技術創新項目結碩果，推動鋰離子電池產業化
沖破產業關鍵環節的卡脖子技術，成為諾貝爾化學獎得主與江蘇企業、研究院所合作的緊要方向。“近年來，諾獎團隊與江蘇的多方位合作，促使了電池安全性、能量密度、充放電速度等關鍵技術的沖破。”省工信廳產業轉型升級處相關負責人采訪中表示，早在2014年，江蘇就成立了“省鋰電材料產業技術創新戰略聯盟”，集聚全球創新資源，以千億級為目標，打造鋰離子電池航母產業。
在江陰，遠景動力技術公司正致力于以智能物聯沖破電池性能與使用的邊界，通過電池數字模型的海量訓練幫助研發提升效率。此次諾貝爾化學獎的另一位得主，來自日本的吉野彰作為遠景的技術顧問，參與規劃了遠景電池創新技術路線，并助推遠景的新一代產品研發。遠景動力技術公司相關負責人表示，該公司的創新研發，蘊含電池全產業鏈的核心技術，比如全球領先的電極、電芯研發和制造技術，模組設計和制造技術，以及電池大數據能力等。
在南京，江蘇塔菲爾新能源科技公司致力于研造出兼具高能量密度與高安全性的產品，將技術戰略鎖定了固態電池的研發。“研究成果將進一步推動新能源汽車的發展。”該公司負責人表示，目前公司已與諾獎得主古迪納夫取得合作機會，正就固態電解質與活性材料間的界面相容性問題展開基礎研究，并計劃將相關成果使用于固態電池產品中。技術革新后，汽車鋰離子電池的安全性、續航里程、快速充電等方面將有所改善。
瞄準動力電池早布局，建成全球研發中心助轉型
古迪納夫曾在接受媒體采訪時表示：“如果我們能加工出與內燃機汽車一樣便捷而價廉的電動車，我們就能實現公路上沒有二氧化碳排放的目標。”為了實現這個夢想，他仍在努力探索下一代電池。
更清潔、更環保的新能源電動車，被視作汽車行業轉型的關鍵“賽道”，而鋰離子電池是這場轉型中不可繞開的關鍵技術。推動汽車行業轉型升級，促使更多技術成果落地，江蘇建立了由政、產、學、研協同聯動發展的“江蘇省動力及儲能電池產業創新聯盟”。據悉，該平臺已集聚全球范圍內60多家企業、高校、科研院所，打通產業鏈合作渠道，建立開放合作機制，提高研發水平和創新實力。
近年來，江蘇省政府制定了《省政府關于加快新能源汽車推廣使用的意見》《省政府關于進一步支持新能源汽車推廣使用的若干意見》《江蘇省“十三五”汽車產業發展規劃》《江蘇省“十三五”新能源汽車推廣使用實行方案》《關于促使新能源汽車產業高質量發展的意見》等一系列新能源汽車產業政策，其中明確了動力電池范疇的重點任務和保障措施，指出了2020年技術發展目標，為全省動力電池產業發展指明了方向。
“江蘇在汽車制造、鋰離子電池研發方面有基礎、有優點，成為全球知名的動力電池研發和制造中心，是我省中長期發展目標。”省動力及儲能電池產業創新聯盟負責人楊凱解析，江蘇動力電池產業規模全國領先，數據顯示，今年上半年2019年上半年全省動力電池產、銷量與裝機量分別累計完成約8.28GWh（828萬千瓦時）、7.26GWh和6.27GWh，分別占據全國比重的19.15%、19.95%和20.89%。此外，南京、常州、無錫等地加速高端動力電池產能布局，預計2019年底，全省動力電池已建、在建產能將超120GWh, 可實現250萬輛新能源汽車配套能力，將來規劃總產能將達387GWh，將成為全國最大的動力電池加工基地。
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