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吳鋒院士:鋰硫電池能量密度已經(jīng)突破500Wh/kg

發(fā)布日期:2019-07-16

核心提示:在鋰硫電池正極材料方面,我們利用雙費(fèi)歇爾酯化的模塊組裝方法,將分散的導(dǎo)電碳組裝為橢球型的微米超結(jié)構(gòu),顯著提高了正極單位面
 “在鋰硫電池正極材料方面,我們利用雙‘費(fèi)歇爾酯化’的模塊組裝方法,將分散的導(dǎo)電碳組裝為橢球型的微米超結(jié)構(gòu),顯著提高了正極單位面積的硫載量,電池能量密度達(dá)到545Wh/kg。”中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授吳鋒日前介紹了其研究團(tuán)隊(duì)在鋰電池新型材料研究方面的最新進(jìn)展。


除了鋰硫電池,吳鋒院士還介紹,北京大學(xué)等單位在高比容富鋰錳基材料研究方面也取得了突破。“我們團(tuán)隊(duì)在仿生膜設(shè)計(jì),通過界面保護(hù)提高材料穩(wěn)定性,構(gòu)筑選擇性鋰離子通道,提高材料倍率性能方面也進(jìn)行了一系列的研究。”他表示。
 
在動力電池安全性方面,吳鋒院士的研究團(tuán)隊(duì)從材料入手,包括研制出溫度敏感電極、陶瓷高強(qiáng)隔膜、安全電解質(zhì)等,顯著提高了電池的本征安全性。還研制出基于納米TiO2與離子液體的新一代凝膠固態(tài)電解質(zhì),具有高室溫電導(dǎo)率與顯著的安全性(1300℃/60s不燃)。
 
吳鋒院士表示,電解質(zhì)是影響鋰離子安全的主要因素之一,在向固態(tài)化方向發(fā)展,他認(rèn)為目前還達(dá)不到全固態(tài),他所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)研制出新型仿生蟻穴結(jié)構(gòu)的新型離子凝膠電解質(zhì),在鋰金屬表面形成保護(hù)層,可有效抑制鋰枝晶生長。他表示,電池材料在仿生方面的研究有利于電池本身的綠色化。
 
吳鋒院士長期從事新型二次電池與相關(guān)能源材料的研究開發(fā),率先提出采用輕元素、多電子、多離子反應(yīng)體系實(shí)現(xiàn)電池能量密度跨越式提升的學(xué)術(shù)思想,研發(fā)出高比能二次電池新體系與關(guān)鍵材料,得到國際同行的矚目與高度評價。
 
吳鋒院士自主開發(fā)出一系列鋰離子電池關(guān)鍵新材料、電池制備新工藝和電池安全性技術(shù),為我國鋰電產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代,進(jìn)入國際高端產(chǎn)品市場,提供了技術(shù)支持;提出通過系列關(guān)鍵材料的協(xié)同作用提高電池本征安全性,發(fā)明了安全性電極、復(fù)合型陶瓷類聚合物隔膜、具有阻燃性和電化學(xué)兼容性的電解質(zhì)體系;率先提出電池系統(tǒng)安全閾值邊界的概念,并開發(fā)出識別與控制技術(shù)。
 
值得一提的是,吳鋒院士發(fā)明了含鋰儲氫合金及其制備方法,打破了國外對儲氫合金的專利壟斷,主持創(chuàng)建了我國第一個鎳氫電池中試基地,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)集成,設(shè)計(jì)建成我國第一條鎳氫電池自動化示范生產(chǎn)線;研發(fā)出系列鎳氫動力電池組,并將其成功應(yīng)用于多款混合動力汽車。
 
吳鋒院士圍繞國家重大需求,探索不同二次電池體系間的技術(shù)融合,在電池反應(yīng)理論、關(guān)鍵材料和工程化技術(shù)方面取得了創(chuàng)新突破,為我國二次電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。吳鋒院士所領(lǐng)導(dǎo)的973、863基礎(chǔ)和應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)成員,有些已成為我國二次電池與新能源材料領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。
 
吳鋒2014年當(dāng)選國際歐亞科學(xué)院院士;2016年獲國際車用鋰電池協(xié)會(IALB)首次頒發(fā)的終身成就獎;2017年當(dāng)選亞太材料科學(xué)院院士、中國工程院院士。他曾任國家高技術(shù)(863)功能材料專家組成員、副組長,國家高技術(shù)(863)新材料領(lǐng)域?qū)<椅瘑T會委員、常委,國家科技部鎳氫電池專家組組長和國家高技術(shù)(863)電動汽車重大專項(xiàng)總體組專家。
 
吳鋒現(xiàn)任中國電池工業(yè)協(xié)會副理事長,中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會副理事長,動力電池應(yīng)用分會專家委員會主任委員,國家工信部新能源汽車準(zhǔn)入專家委員會委員;連續(xù)12次擔(dān)任中美電動汽車與電池技術(shù)研討會主席,6次擔(dān)任動力鋰電技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇主席。
 
面對國內(nèi)動力電池業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,吳鋒院士認(rèn)為,中國動力電池目前狀況是總體產(chǎn)能過剩,優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能不足,急需進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展,以期取得具有顛覆性的技術(shù)突破。然而要知道,一個真正從基礎(chǔ)研究做起來的顛覆性創(chuàng)新,并不是一蹴即成的,不能急于求成,有時候這個事情要做五年十年或者十五年,甚至更長時間。

 
 
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