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浙江爱思博杨明:高容量硅基锂离子电池的前景和机遇

来源: | 作者:admin | 分类:会议 | 时间:2016-09-15 | 浏览:8931
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摘要杨明指出,高能量密度硅基锂离子电池刚刚开始,是今后10~20年新能源车、移动电子设备及众多应用领域的核心技术和未来,行业上下游产业链合作伙伴应该共同推进硅基锂电池的应用发展以改善人类的生产生活。

  我国锂电池的产业化始于1997年,早期设备主要依赖进口。随着我国锂电池制备技术从不成熟到成熟,从实验室到产业化,至2015年,全球锂离子电池总体产量达到100.75Gwh,同比增长39.45%,完已全占领移动电子设备。


浙江爱思博PMP 杨明

  浙江爱思博杨明发表题为《高容量硅基锂离子电池的前景和机遇》的主题演讲。

  2015是新能源汽车发展的元年,随着新能源汽车市场的爆发式增长,动力锂电池供不应求,占比已经上升到2015年的28.26%,自2016年起中国成为全球新能源汽车最大单一市场。今后10年、20年下一轮扩张开始,进入新能源汽车、储能等领域。

  但是,要实现锂离子电池的进一步扩张,特别是在电动汽车领域,其能量密度需提高两倍而单位能量的生产价格须降低四倍。

  在现阶段,靠传统电池制造工艺改进提高电池容量的做法已经走到极限,市场的优胜劣汰原则需求有更高容量的正负极材料出现。2015年开始,硅材料开始进入商业化锂离子电池18650中,使其容量增加到3500mAh。但只是少量添加且使用SiO而非纯硅。

  通用汽车的工程师曾做过一个详细的工程计算和分析,认为在可预见的将来,使用高能正极材料和含硅负极材料的锂离子电池是满足电动车普及所需电池重量和体积能量密度的唯一可行方案。而市场预测:锂离子电池将逐步过渡到先进锂离子电池(含硅负极+高能正极),将主导新能源汽车市场及其它应用20年以上。

  和传统的锂离子电池使用的石墨材料相比,电池中使用硅材料的优势是非常明显的:10倍于商用石墨负极的电化学容量;与石墨电位接近,可直接代替石墨或与石墨复合制造高能锂离子电池。这是新的挑战和机会。SPI硅纳米线生产过程为工业化生产而设计,完全不同于传统纳米材料生产思路,传统路径为在原子水平控制生长过程,通过一个一个原子的沉积生长硅纳米线,例如化学气相沉积法,这一途径成本及工程放大;而SPI路径则使用冶金原理同一时间在硅合金内形成大量硅纳米线, 然后用化学侵蚀法收获,其优势在于生产过程可靠、可放大、成本可控,闭路环保过程设计。目前特斯拉电动车电池已经采用此项技术。

  杨明指出,高能量密度硅基锂离子电池刚刚开始,是今后10~20年新能源车、移动电子设备及众多应用领域的核心技术和未来,行业上下游产业链合作伙伴应该共同推进硅基锂电池的应用发展以改善人类的生产生活。爱思博杭州未来科技城配套小型硅厂建设硅基锂电池生产线,现已经获得国家扶持。

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