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提供中国方案,引领全球高性能聚合物电解质的发展——他们做到了!

2023-09-25 20:13 来源: 中国汽车报网 作者: 赵建国

摘要:现阶段三元锂电池的能量密度上限约为300Wh/kg左右,现阶段固态电池的能量密度可达近500Wh/kg,未来更有望达到上限1000Wh/kg。

据了解,现阶段三元锂电池的能量密度上限约为300Wh/kg左右,现阶段固态电池的能量密度可达近500Wh/kg,未来更有望达到上限1000Wh/kg。固态电池能量密度更高,就意味着固态电池的续驶里程更长,能够实现“一节更比几节强”。

新能源发展是国家战略,固态电池是行业技术竞争的制高点之一。”近日,国家新能源汽车专项高比能固态锂电池技术项目首席科学家、中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员、博导崔光磊在接受《中国汽车报》记者采访时认为。

新的竞争箭在弦上

固态电池被认为是具备巨大应用前景的动力电池技术路线,在全球范围内,从中国到欧美日韩等地,固态电池技术竞争正日益升温。“固态电池已经成为动力电池及新能源汽车领域的热点,也是下一代动力电池的主流技术之一。”在崔光磊看来,动力电池本身具有更多的技术优势,能在更大程度上解决新能源汽车的长续驶里程、快充、复杂使用场景及安全等诸多问题,因此被业内寄予了很大期望。

据介绍,崔光磊及其研究团队深耕固态电池的聚合物电解质关键材料技术研发已经有十多年时间,并提出了发展大阴离子硼系锂盐等一系列首创的技术,极大推进和丰富了固态锂电池关键材料体系,还提出并发展了原位固态化界面融合等核心关键技术,解决了困扰固态锂电池发展的“关键材料”和“固/固界面”两大瓶颈问题,为全球高性能聚合物电解质发展提供了中国方案。

崔光磊谈到,在首创“刚柔并济”聚合物复合固态电解质和高离子电导自由基捕捉型粘结剂体系技术研发中,针对固态电池单一聚合物电解质性能不足、无法满足高性能二次电池的问题,崔光磊及其研究团队以尺寸热稳定性好的“刚”性骨架材料为支撑,解决传统聚合物电解质尺寸热稳定性差和机械强度弱的瓶颈问题,辅以电化学窗口宽和室温离子传输性能优异的“柔”性聚合物材料和高离子迁移数锂盐,创建高通量离子传输渗流通道,进而构筑多元协同体系,开发出综合性能优异的“刚柔并济”聚合物固态电解质,有效兼顾了机械强度、离子传输等核心要素。

在崔光磊的印象中,他和他的研究团队一直深耕固态电池领域多年,先后研制出单体容量可调且安全性能优异的系列化固态锂离子电池产品,成功攻克多项技术和应用难题,打破了国外对一些关键技术的限制和封锁。还曾经为我国的深海潜海器提供了全海深固态锂电池系统,助力我国深海潜海成功标注了中国载人深潜新坐标。

创新需要坚韧不拔

对于如何做好科研工作,崔光磊也有着自己的思考,在他看来,科研人员最重要的品质是专注和锲而不舍,在研究方向上认准了研究方向就要坚持不懈地去做下去,常年积累会形成自己的特色工作或者标签工作。他说:“我是一名普通的科研工作者,我个人认为科学家们应该希望学以致用,通过科研积累知识和发展技术服务社会、造福人类。”

崔光磊希望,科研职业是通过研究积累知识和提升自己认知能力来开发工程技术,最终要学以致用反哺社会。不过,科研的道路上会有很多挑战和挫折。因此,做科研需要有耐心有毅力有恒心,面对困难要努力克服,不要轻言放弃,也许是一个屡败屡战的过程,只有坚韧不拔,才能取得最后的胜利。同时,希望青年学生要大量阅读文献扩大知识面,开阔思路,勇于创新,在科研过程中要通过大量的试验校正、验证,深化和提升自己对科学问题认识,要勇于从失败中总结教训,善于从成功中归纳经验。

他谈到,特别是近年来在国家的重视和市场的驱动下,以及良好学术氛围吸引了大量朝气蓬勃的年轻海外学子学成回国从事这方面的研究,为持续创新奠定了良好基础,积淀了较强后劲。也希望有关企业和研究机构能给国内外创新人才来从事锂电池技术研究提供更好的平台和足够的资金,有了这些支撑,假以时日,我国的动力电池研究特别是在固态电池技术开发方面的市场化应用步伐会越来越快、越走越好。

产业发展正不断加速

作为国家新能源汽车专项高比能固态锂电池技术项目首席科学家,崔光磊带领研发团队已经研制出高比能固态锂电池产品,搭载车型已顺利完成总里程超过1.1万公里的示范运行,极大促进了我国动力电池产品技术升级,有效支撑了新能源汽车发展。同时,他和他的研究团队也在对钠离子电池、氢燃料电池等开展深入研究。

“我国固态电池的发展,正在经历从半固体电池应用到全固态电池研发加速的阶段。”崔光磊表示,目前的全固态电池研发,既要考虑其使用场景,也要考虑产品的性价比。崔光磊谈到,国内在固态电池研发方面较为明显的优势,有良好的基础和依托,这就是我国锂电池行业和新能源汽车产业的规模、能力、全球市场份额都是世界领先。

“一些企业和地方的积极性也在推动着新能源及动力电池技术进步和产业壮大,新能源汽车产业正在成为新兴的支柱产业,如果有了国家、地方和企业的重视,我国的固态电池研究一定能加速进入世界前列。”崔光磊表示,随着这种快速发展的脚步,固态电池将成为前景良好的一种颠覆性的技术,为我国新能源汽车产业做大做强提供重要的技术支撑。“新一代固态锂电池技术革命会让世界更清洁,让生活更美丽,让人类更文明。”他说。

责任编辑:苏城

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