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从诺贝尔化学奖看中外锂电池发展差距
锂电池| 诺贝尔化学奖 文章来源自:高工锂电网
2019-10-14 09:21:22 阅读:7920
摘要在补贴退坡和市场竞争加剧等压力下,当前已有大批动力电池企业陷入了订单骤减,营收净利大幅下滑的发展困境。

本周,全体锂电池行业从业人员都在分享同一份喜悦。

10月9日,瑞典皇家科学院宣布,将2019年诺贝尔化学奖授予德州大学奥斯汀分校教授约翰•B •古迪纳夫(John B. Goodenough)、纽约州立大学宾汉姆顿分校教授M•斯坦利•威廷汉(M. Stanley Whittingham)、以及日本名城大学教授吉野彰,以表彰他们“在发明锂电池过程中做出的贡献”。

诺贝尔委员会在颁奖词中说,三位科学家发明了轻便、可携带的锂电池,用可控的方式让能量实现转换,应用场景广泛,这是一项非常有潜力的科技。

具体来看,约翰•B•古迪纳夫是美国固体物理学家,他使锂电池体积更小、容积更大、使用方式更稳定,从而实现了商业化,同时开启了电子设备便携化进程。

1980年,古迪纳夫与日本学者水岛公一等人,突破性发明了锂离子电池的阴极材质钴酸锂(LiCoO2),打开了锂电池应用的大门,率先应用在手机、笔记本等便携式电子设备领域。

1997,古迪纳夫团队还发明了磷酸铁锂(LiFePO4)材料,目前磷酸铁锂电池已经大规模应用于电动汽车和储能等领域。

古迪纳夫是钴酸锂和磷酸铁锂等正极材料的发明人,是锂离子电池的奠基人之一,被业内誉为“锂离子电池之父”。2017年94岁的古迪纳夫又打造出了“全固态”锂电池,其能获得诺贝尔化学奖是实至名归。

而M•斯坦利•威廷汉则于1976年在研究超导体过程中发现了一种能量非常丰富的材料并将其用于锂电池,这个由二硫化钛构成的材料具有可以容纳锂离子的空间,可以被用于制作锂电池中的阴极。

正是基于M•斯坦利•威廷汉的发现,上世纪80年代,古迪纳夫发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料。

而日本教授吉野彰则于1985年创建了首个商业上可行的锂离子电池,为锂电池的商业化应用作出了重大贡献。

1991年,索尼采用古迪纳夫理论用钴酸锂材料制造出了第一款商用锂电池,主要应用于便携式电子设备中,从而影响了后来30多年人们的日常生活,并将一直延续下去。

很显然,当前全球锂离子电池能够在3C数码、电动汽车、电动自行车、轮船、飞机、轨道交通、储能等多个领域的大规模应用,离不开这三位专家在锂电池基础研究方面作出的贡献。

三位专家数十年的专注研究精神也值得所有锂电从业人员学习,尤其是要沉下心来在基础研究方面付出更多的努力。

当前,中国已经成为最大的锂电池应用市场,同时也是动力电池市场发展最快的国家,在产能和装机量方面处于世界领先地位。但是在锂电池材料基础研究、锂电池制造工艺和锂电池专业人才方面的研发和培养方面还与美日韩存在较大差距。

从专利技术、基础材料、核心设备和新型材料和工艺等方面来看,中国锂电池产业与国际顶级研究机构和企业都存在较大差距。

此次获奖的三位专家分别来自美国和日本,也显示出美日在锂电池研究方面的深厚积累,而这恰恰是中国锂电池产业所缺失的。

在补贴退坡和市场竞争加剧等压力下,当前已有大批动力电池企业陷入了订单骤减,营收净利大幅下滑的发展困境。

而在国际市场上,依然以日韩电池企业为主,能够参与国际市场竞争的中国电池企业微乎其微,这也体现出中外电池企业的竞争差距。

下面就来看看本周动力电池产业又有哪些新技术和新应用。

1、特斯拉自产电芯再下一城

日前,外媒报道称,特斯拉收购了加拿大电池制造设备和工程技术公司“Hibar Systems”(以下简称“海霸”)。海霸总部位于加拿大安大略省,成立于1970年代。

在二次电池领域,海霸的产品包括精密计量泵和注液分配系统、自动化电池制造和工艺设备、自定义包装设备、锂离子电池装配和自动真空灌装系统。

目前,特斯拉已经将海霸公司列为子公司,这是其今年收购的第二家与电池制造相关的企业。

2、三洋化成将投建全树脂电池工厂

日媒报道称,三洋化成工业社长安藤孝夫指出,计划在日本福井县兴建新型锂离子电池量产工厂,预估投资约150亿日圆,产能将达“GWh”等级,预定2021年度激活生产。

三洋化成计划量产的产品为携手源自庆应大学的创业公司企业APB共同研发的“全树脂电池”,电极/分隔膜等电池材料从金属更换成树脂,就算是钻孔、切割,都不会起火,电池容量将达传统型电池2倍以上,且因是树脂制,因此形状的自由度高。三洋化成目前已利用位于爱知县的试产生产线试作。

3、纳米链负极提升电池寿命及充电速度

外媒报道称,普渡大学的研究团队研发了一种制造电池电极的新方法,从而提升电池的循环寿命并缩短充电时间。

该方法是将制造电极的传统石墨材料转换成纳米链结构的类金属。该团队将锑纳米链电极与石墨电极进行了比较,结果发现采用锑纳米链电极,硬币大小的电池充电仅耗时30分钟,同时锂离子容量增加了一倍,进行了100次充放电循环。

普渡大学的研究团队通过使用特殊还原剂氨硼烷以及一种成核剂将微小的单个锑粒子连接成一个纳米链形状,使其产生纳米链内的孔隙以适应材料膨胀和抑制电极失效。

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