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高效、安全、可靠的动力电池是制约新型近零排放汽车产业的瓶颈,也是新能源汽车的“短板”之一。当前动力电池存在的最大安全隐患是电池热失控,中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛储能产业技术研究院在开发高安全性动力电池聚合物电解质材料体系解决该安全问题方面取得了阶段性进展,并正快速推进其产业化进程。
现有的锂离子电池液体电解质体系,不能满足动力电池对高能量、高功率和安全性等多方面的要求。青岛储能产业技术研究院研发团队提出了“刚柔并济”的研发思路,开发出一系列新型聚合物电解质体系,很好地解决了上述瓶颈问题,同时大幅提升了安全使用性能。“刚柔并济”就是使用“刚”性骨架材料,如聚酰亚胺、芳纶、聚芳砜酰胺、玻璃纤维和纤维素等(NanoEnergy,2014,10,277-287;SolidStateIonics,2013,245-246,49-55;232,44-48;JournaloftheElectrochemicalSociety,2013,161,A1032-A1038;ProgressinPolymerScience,2015,43,136-164)无纺布材料,改善电池的力学性能和尺寸热稳定性能;利用“柔”性离子传输材料,如聚环氧乙烷(PEO)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氰基丙烯酸酯和聚碳酸丙烯酯(PPC)等赋予优异的离子传导性和界面稳定性,通过“并济”即两种或多种材料复合达到多赢的效果,实现综合性能的大幅提高,进而满足动力电池的要求。
敬天惜物、取法自然,该研究探究“刚柔并济”的复合聚合物电解质体系,实现刚柔的对立统一,来实现力学强度、耐热性能、电位窗口、界面稳定性和离子导电率等综合性能的提升。图1是“刚柔并济”凝胶聚合物电解质的设计理念。
图1“刚柔并济”聚合物电解质的设计理念
传统的偏氟乙烯类体系虽然具有高的稳定性和较高的电位窗口等优点,但离子导电率较低、湿态下其力学强度和热稳定性很差,为改善传统的偏氟乙烯类的凝胶聚合物电解质的性质,研究团队采用其与聚酰亚胺和聚砜酰胺等无纺布材料纳米尺度复合,刚柔并济、浑然一体,提升尺寸热稳定性和力学强度,实现其综合性能的提升(JournaloftheElectrochemicalSociety,2013,160,A769-A774;MacromolecularMaterialsandEngineering,2013,298,806-813;ACSAppl.Mater.Interfaces,2013,5,128-134);针对其锂离子迁移系数低的问题,研发了新型的单离子聚合物硼酸锂盐作为表面增强材料(CoordinationChemistryReviews,2015,292,56-73;JournalofMaterialsChemistryA,2015,3,7773-7779)提高其离子迁移数和相容性,“刚柔并济、相辅相成”提升电池系统综合性能。
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我国固态电池再获里程碑式进展。近日,由奇瑞参股的安徽安瓦新能源宣布,其自主研发的GWh级新型固态电池生产线首批工程样件成功下线。至此,我国目前的GWh级固态电池生产线有望增至7条,并且超过30条固态电池中试线几乎齐头并进。这些项目的推进,一方面标志着国内固态电池产业快速发展,另一方面已预
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今年3月,国家发展改革委等四部门联合印发《关于公布首批车网互动规模化应用试点的通知》,正式确定上海市、常州市、广州市等9个城市为首批试点城市,同步公布30个试点项目。《能源评论》派出多路记者,前往济南、成都、广州、深圳等地,实地探访车网互动项目,了解规模化试点的进展。在济南,我们来到
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北极星储能网获悉,7月14日,通用汽车公司表示,基于2021年宣布的23亿美元投资计划,其与韩国LG新能源合资建立的企业——UltiumCells的美国田纳西州SpringHill电池工厂将转向LFP磷酸铁锂电池生产。通用汽车表示,除当前量产的镍钴锰铝(NCMA)软包电池外,该工厂还将生产磷酸铁锂电池,其LFP电池生产线
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