Under perioden "Trettonde femårsplanen" har Kinas produktion och försäljning av nya energifordon vuxit snabbt och rankats först i världen under fem år i rad.Det förväntas att antalet nya energifordon kommer att överstiga 5 miljoner i slutet av detta år.Samtidigt fortsätter goda nyheter att komma från Kina i kärntekniken för nya energibatterier.Den 80-årige Chen Liquan, den första personen i Kinas litiumbatteriindustri, ledde sitt team att utveckla nya batterimaterial.
Nytt nano-kisellitiumbatteri släpps, med kapacitet 5 gånger högre än traditionella litiumbatterier
Chen Liquan, en 80-årig akademiker vid Chinese Academy of Engineering, är grundaren av Kinas litiumbatteriindustri.På 1980-talet tog Chen Liquan och hans team ledningen i att bedriva forskning om fasta elektrolyter och sekundära litiumbatterier i Kina.1996 ledde han ett vetenskapligt forskarlag för att utveckla litiumjonbatterier för första gången i Kina, tog ledningen för att lösa de vetenskapliga, tekniska och tekniska problemen med storskalig produktion av inhemska litiumjonbatterier och insåg industrialiseringen av inhemska litiumjonbatterier.
I Liyang, Jiangsu, ledde Li Hong, en skyddsling till akademikern Chen Liquan, sitt team för att uppnå ett genombrott i ett nyckelråmaterial för litiumbatterier efter mer än 20 år av teknisk forskning och massproduktion 2017.
Nano-kisel anodmaterial är ett nytt material som utvecklats oberoende av dem.Kapaciteten hos knappbatterier tillverkade av den är fem gånger högre än traditionella grafitlitiumbatterier.
Luo Fei, General Manager för Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd.
Kisel finns brett i naturen och är rikligt i reserver.Huvudkomponenten i sand är kiseldioxid.Men för att göra metalliskt kisel till kiselanodmaterial krävs speciell bearbetning.I laboratoriet är det inte svårt att slutföra sådan bearbetning, men att göra tonnivå kiselanodmaterial kräver mycket teknisk forskning och experiment.
Institutet för fysik vid den kinesiska vetenskapsakademin har forskat på nanokisel sedan 1996 och började bygga en produktionslinje för kiselanodmaterial 2012. Det var inte förrän 2017 som den första produktionslinjen byggdes, och den har kontinuerligt justerats och reviderade.Efter tusentals misslyckanden massproducerades kiselanodmaterial.För närvarande kan Liyang-fabrikens årliga produktion av kiselanodmaterial för litiumjonbatterier nå 2 000 ton.
Om kiselanodmaterial är ett bra val för att förbättra energitätheten hos litiumbatterier i framtiden, så är solid-state batteriteknologi en erkänd och effektiv lösning för att lösa nuvarande problem som säkerhet och livslängd för litiumbatterier.För närvarande utvecklar många länder aktivt solid-state-batterier, och Kinas forskning och utveckling av solid-state litiumbatteriteknik håller också jämna steg med världen.
I den här fabriken i Liyang har drönare som använder solid-state litiumbatterier som utvecklats av ett team ledd av professor Li Hong en räckvidd som är 20 % längre än för drönare med samma specifikationer.Hemligheten ligger i detta mörkbruna material, som är det fasta katodmaterialet som utvecklats av Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences.
Under 2018 slutfördes designen och utvecklingen av ett 300Wh/kg solid-state batterisystem här.När den är installerad på ett fordon kan den fördubbla fordonets räckvidd.2019 etablerade den kinesiska vetenskapsakademin en solid-state batteripilotproduktionslinje i Liyang, Jiangsu.I maj i år har produkter börjat användas i hemelektronikprodukter.
Li Hong berättade dock för reportrar att detta inte är ett helsolid-state-batteri i fullständig bemärkelse, utan ett kvasi-solid-state-batteri som ständigt är optimerat i flytande litiumbatteriteknologi.Om du vill få bilar att ha längre räckvidd, mobiltelefoner har längre standbytid, och ingen kan För att flygplan ska flyga högre och längre, är det nödvändigt att utveckla säkrare och större kapacitet helsolid-state-batterier.
Nya batterier dyker upp en efter en och "Electric China" är under uppbyggnad
Inte bara Institute of Physics vid den kinesiska vetenskapsakademin, många företag utforskar också ny teknik och material för nya energibatterier.På ett nytt energibolag i Zhuhai, Guangdong, laddar en renodlad elbuss i företagets laddningsdemonstrationsområde.
Efter laddning i mer än tre minuter ökade den återstående effekten från 33 % till mer än 60 %.På bara 8 minuter var bussen fulladdad och visade 99 %.
Liang Gong berättade för reportrar att stadsbusslinjerna är fasta och att körsträckan för en tur och retur inte kommer att överstiga 100 kilometer.Laddning under busschaufförens vilotid kan ge fullt spel åt fördelarna med litiumtitanatbatterier som laddas snabbt.Dessutom har litiumtitanatbatterier cykeltider.Fördelar med lång livslängd.
I detta företags batteriforskningsinstitut finns ett litiumtitanatbatteri som har genomgått laddnings- och urladdningscykeltester sedan 2014. Det har laddats och urladdats mer än 30 000 gånger på sex år.
I ett annat laboratorium demonstrerade tekniker för reportrar dropp-, nålstick och skärtest av litiumtitanatbatterier.Speciellt efter att stålnålen trängt igenom batteriet, var det ingen bränning eller rök, och batteriet kunde fortfarande användas normalt., även litiumtitanatbatterier har ett brett område av omgivningstemperaturer.
Även om litiumtitanatbatterier har fördelarna med lång livslängd, hög säkerhet och snabb laddning, är energitätheten hos litiumtitanatbatterier inte tillräckligt hög, bara ungefär hälften av litiumbatterier.Därför har de fokuserat på tillämpningsscenarier som inte kräver hög energitäthet, såsom bussar, specialfordon och energilagringskraftverk.
När det gäller forskning och utveckling av energilagringsbatterier och industrialisering har natriumjonbatteriet som utvecklats av Institute of Physics vid den kinesiska vetenskapsakademin börjat vägen till kommersialisering.Jämfört med blybatterier är natriumjonbatterier inte bara mindre i storlek utan också mycket lättare i vikt för samma lagringskapacitet.Vikten av natriumjonbatterier med samma volym är mindre än 30 % av vikten för blybatterier.På en låghastighets elektrisk sightseeingbil ökar mängden el som lagras i samma utrymme med 60 %.
2011 ledde Hu Yongsheng, en forskare vid Institute of Physics vid den kinesiska vetenskapsakademin som också studerade under akademiker Chen Liquan, ett team och började arbeta med forskning och utveckling av natriumjonbatteriteknologi.Efter 10 års teknisk forskning utvecklades ett natriumjonbatteri, som är det undre lagret av natriumjonbatteriforskning och utveckling i Kina och världen.och produktapplikationsområden har en ledande position.
Jämfört med litiumjonbatterier är en av de största fördelarna med natriumjonbatterier att råvarorna är brett distribuerade och billiga.Råmaterialet för att producera negativa elektrodmaterial är tvättat kol.Priset per ton är mindre än tusen yuan, vilket är mycket lägre än priset för tiotusentals yuan per ton grafit.Ett annat material, natriumkarbonat, är också rikt på resurser och billigt.
Natriumjonbatterier är inte lätta att bränna, har bra säkerhet och kan fungera vid minus 40 grader Celsius.Energitätheten är dock inte lika bra som för litiumbatterier.För närvarande kan de endast användas i låghastighets elfordon, energilagringskraftverk och andra områden som kräver låg energitäthet.Målet med natriumjonbatterier är dock att användas som energilagringsutrustning, och ett 100 kilowatt-timmars energilagringssystem har utvecklats.
När det gäller den framtida utvecklingsriktningen för kraftbatterier och energilagringsbatterier, anser Chen Liquan, en akademiker vid Chinese Academy of Engineering, att säkerhet och kostnad fortfarande är kärnkraven för teknisk forskning om kraftbatterier och energilagringsbatterier.Vid brist på traditionell energi kan energilagringsbatterier främja användningen av förnybar energi på nätet, förbättra motsättningen mellan topp- och dalenergiförbrukning och bilda en grön och hållbar energistruktur.
[Halvtimmesobservation] Att övervinna "smärtpunkterna" för ny energiutveckling
I centralregeringens rekommendationer om den "14:e femårsplanen" listas nya energi- och nya energifordon, tillsammans med den nya generationens informationsteknologi, bioteknik, avancerad utrustning, flyg- och marinutrustning, som strategiska framväxande industrier som behöver att påskyndas.Samtidigt påpekades att det är nödvändigt att bygga en tillväxtmotor för strategiska framväxande industrier och odla ny teknologi, nya produkter, nya affärsformat och nya modeller.
I programmet såg vi att vetenskapliga forskningsinstitutioner och industriföretag använder olika tekniska vägar för att övervinna "smärtpunkterna" med ny energiutveckling.För närvarande, även om utvecklingen av mitt lands nya energiindustri har uppnått vissa fördelar som är först med att utvecklas, står den fortfarande inför utvecklingsbrister och kärnteknologier måste slås igenom.Dessa väntar på att modiga människor ska klättra upp med visdom och övervinnas med envishet.
Posttid: 2023-nov-23