盤點2017年電池技術(shù)大事件并研判2018年產(chǎn)業(yè)走向和趨勢

編者按

2018年1月8~10日，以“中國鋰電業(yè)稱雄全球全球電動車逐鹿中國”為主題的2017高工鋰電暨電動車年會將在東莞?觀瀾湖度假酒店會議中心舉行。

2017年，高能量密度成電池發(fā)展的主旋律。一方面以固態(tài)電池為領頭羊的新興鋰電技術(shù)前赴后繼地登上舞臺；另一方面，在軍工領域大放異彩的燃料電池開始走進平民百姓的視野。鋰電池/燃料電池的技術(shù)革新，彼此相交輝映，呈現(xiàn)出螺旋狀的鏈式發(fā)展趨勢。

在這電池技術(shù)突飛猛進的一年里，以鋰電之父約翰·古德諾夫為起點，各大企業(yè)及研究機構(gòu)相繼在“固態(tài)電池”的戰(zhàn)場中亮劍；由寶馬、戴姆勒、通用、大眾、豐田、本田、現(xiàn)代等主流車企牽頭，行業(yè)內(nèi)拉開了“燃料電池元年”的序幕；在國家“2020年單體350wh/kg、系統(tǒng)250wh/kg”的戰(zhàn)略規(guī)劃下，高鎳三元、硅碳負極、石墨烯漿料等技術(shù)紛紛從概念到產(chǎn)品……

高工鋰電盤點2017年電池技術(shù)大事件，希冀通過每一項新技術(shù)的革新，印證電池技術(shù)點點滴滴的進步，并在百花齊放的新技術(shù)中找到一條價格親民、性能高效、可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)路線。

2018年1月8~10日，以“中國鋰電業(yè)稱雄全球全球電動車逐鹿中國”為主題的2017高工鋰電暨電動車年會將在東莞?觀瀾湖度假酒店會議中心舉行。在此次論壇上，超100位國內(nèi)動力電池企業(yè)領袖將共同回顧2017動力領域的發(fā)展歷程，并研判2018年產(chǎn)業(yè)走向和趨勢。

以下為2017年電池技術(shù)大事記：

94歲高齡鋰電之父研發(fā)全固態(tài)電芯

3月初，94歲高齡鋰電之父約翰·古德諾夫 (John Goodenough)研發(fā)出全固態(tài)電池，在實驗室中，新電池能在 1200 個充放循環(huán)之后只出現(xiàn)極小的損耗，環(huán)境容忍度也很好，能夠在 60℃ 到零下 20℃ 的溫度下工作。

美女博導研發(fā)出高密度電池

3月中旬，浙江大學校歸國女博導陸盈盈帶領的團隊研究出了能量密度提高了三四倍的金屬鋰電池。不但續(xù)航能力大為增強，而且電池的充電速度會是現(xiàn)在的幾倍速度快。在安全性上，也更加有保障。

奔馳燃料電池汽車預計今年投產(chǎn)

3月27日，美國媒體曝光一組奔馳GLC F-Cell的測試諜照。該車將燃料電池動力與插電式混動相結(jié)合，除了內(nèi)燃機，增加了燃料電池、儲氫罐、鋰電池、電動機。

中通發(fā)布12m氫燃料電池客車

3月30日上午，中通12米氫燃料電池客車將正式發(fā)布，該產(chǎn)品燃料電池額定功率為60KW，輔以錳酸鋰動力電池，使燃料電池盡可能工作在最佳效率區(qū)間。同時，該產(chǎn)品采用低入口設計，前后均設置雙內(nèi)擺門，大大提高了乘客上下車的方便性和速度; 6700mm大軸距設計， 車內(nèi)空間分布更加合理。

日本成功研發(fā)“鋰空氣電池”

4月初，日本國家材料科學研究院最新宣布已經(jīng)開發(fā)出一種能量密度空前的“鋰空氣電池”。據(jù)悉，“鋰空氣電池”使用碳納米管作為空氣電極材料，通過電極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，可以實現(xiàn)30mAh/cm2的能量密度。

豐田利用人工智能來研發(fā)燃料電池催化劑

4月初，豐田汽車公司表示，公司將在新的研發(fā)中使用人工智能技術(shù)來加速探索先進的電池材料和燃料電池催化劑，以便為電動汽車和其他零排放汽車提供動力。

天津力神完成260wh/kg高比能動力電池開發(fā)

4月中旬，由天津力神承擔的“高比能量密度鋰離子動力電池開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關”項目獲突破性進展，目前已開發(fā)完成重量比能量密度達260Wh/kg的單體電芯，在350次充放電循環(huán)后容量保持率達到83.28%；同時開發(fā)出了能量密度達280Wh/kg以及300Wh/kg的動力電池樣品。

中國電科院成功解決鈦酸鋰電池脹氣問題

4月下旬，中國電力科學研究院承擔的“亞微米鈦酸鋰儲能電池材料合成技術(shù)研究”項目通過國家電網(wǎng)公司驗收。研究團隊采用元素摻雜技術(shù)對鈦酸鋰材料進行改性，降低其表面催化活性，抑制脹氣副反應的發(fā)生，從而達到抑制電池脹氣的目的。

美國研發(fā)“冷凍”鋰電池 壽命延長安全升級

4月24日，據(jù)英國《每日郵報》報道，美國研究人員開發(fā)了一種新型冷凍方法，采用冰模板法將不易燃無毒的柔性固體電解質(zhì)用于鋰電池，可以延長鋰電池的壽命，提高安全性，電池還能夠彎曲。

特斯拉電池技術(shù)大突破:48萬公里僅衰減5%

5月初，特斯拉首席電池科學家KurtKelty和技術(shù)研發(fā)伙伴加拿大Dalhousie大學的JeffDahn在最新的技術(shù)演講中表示，研究小組已經(jīng)在電池性能領域取得重大突破，能夠讓車輛在行駛48萬公里后，電池的衰減控制在5%以內(nèi)，并將應用到7月推出的Model3轎車中。

鋰電池應用雙極電極能量密度可達500wh/L

5月初，弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)與系統(tǒng)研究所(IKTS)在德累斯頓與其合作伙伴將燃料電池中使用的雙極原理應用于鋰電池，這種結(jié)構(gòu)安排可支持高電池電壓和500Wh / L的能量密度。

以色列公司研發(fā)出5min閃充電池

5月15日，據(jù)英國《每日郵報》報道,以色列納米技術(shù)公司StoreDot推出了一款劃時代的“超快速充電”電動汽車電池, 融合了多層納米材料和有機化合物，可在短短五分鐘內(nèi)完成充電,并支持汽車續(xù)航300英里(約483公里)。

多孔石墨烯電極破解電池快充難題

5月下旬，《科學》雜志報告說，研制出一種多孔石墨烯復合電極技術(shù)，以多孔石墨烯為三維框架結(jié)構(gòu)、表面均勻生長納米顆粒五氧化二鈮的方式制成的復合電極，能同時實現(xiàn)充電快和使用時間長這兩個目標。

韓國年產(chǎn)量最大燃料電池廠竣工

5月23日，韓聯(lián)社報道，斗山股份有限公司投資400億韓元（約3600萬美元）在韓國益山市修建的燃料電池廠—斗山韓國燃料電池廠已經(jīng)完工。該工廠的年產(chǎn)量將達到63兆瓦，是韓國年產(chǎn)量最大的燃料電池廠。

芯片技術(shù)打造絕對安全3D鋰電池

6月初，位于美國加州的Enovix公司對鋰電池做出了重要的改進：第一，使用硅晶圓光刻技術(shù)在硅晶圓上制造電池；第二，將傳統(tǒng)鋰電池的陽極材料石墨換成了多孔硅。這種電池結(jié)構(gòu)將陰極分成了成千上萬個由硅分離開來的微小部分，硅的導熱速度很快，這就使得因熱擴散引起的起火、爆炸變得更加困難。

東京工業(yè)大學研發(fā)1秒瞬充固態(tài)電池

6月初，東京工業(yè)大學一杉教授使用氧化鋰·鎳·錳作為正極，而用磷酸鋰作為電解質(zhì)。采用最先進的半導體制造技術(shù)，在正極表面使電解質(zhì)形成薄膜，從而使固體電解質(zhì)和正極間的阻力降低到了液體電解質(zhì)與正極間的阻力的五分之一至十分之一，實現(xiàn)前所未有的1秒瞬間充滿。

液化氣電解質(zhì) -80℃正常高效運行

6月下旬，美國科學家首次使用液化氣取代電解液，分別讓鋰電池和超級電容器在零下60℃和零下80℃還能保持高效運行。新技術(shù)不僅提高了電動車在寒冷冬季單次充電的運行里程，還能為高空極冷環(huán)境下的無人機、衛(wèi)星、星際探測器等提供電能。

太陽能電動汽車進入預售 續(xù)航達800公里

7月初，荷蘭Lightyear公司表示，他們將在2018年推出一款名為“one”的太陽能汽車，續(xù)航里程可達800公里，目前已經(jīng)在歐洲和美洲市場預售。

用“骨架”為氫燃料汽車儲能

7月15日，新加坡國立大學工程學院教授曾華淳分享了關于氫能應用的關鍵技術(shù)：氫能儲存。金屬有機骨架化合物是通過吸附的方式來儲氫，由于它具有很大的比表面積（即：單位質(zhì)量物料所具有的總面積），因此可以儲存大量的氫。

磷酸鐵鋰充電速度提升36倍

7月中旬，MIT研究人員Kang和Ceder發(fā)現(xiàn)：對磷酸鐵鋰材料進行表面處理使其生成間隔僅5納米的多條凹槽，可將鋰離子的傳送速度提高36倍。

豐田全固態(tài)電池電動車2022年上市

7月下旬，有媒體報道，豐田汽車目前正在研發(fā)由全固態(tài)電池提供動力的電動車。該種電池可增加電動車車輛續(xù)航里程，減少充電時間，可在幾分鐘內(nèi)充滿電，計劃于2022年開始銷售該款電動車。

斯坦福大學制備大尺寸可伸縮柔性電池

8月初，斯坦福大學崔屹教授課題組基于波浪結(jié)構(gòu)利用簡單方法設計出可伸縮全電池(該波形結(jié)構(gòu)是宏觀層面而不是微觀層面)，所有的組件(包括正極、負極，隔膜，集流體、外殼等)都可以同時進行拉伸。該可伸縮全電池表現(xiàn)出優(yōu)異的能量密度和循環(huán)性能，成果發(fā)表在著名期刊Adv. Energy Mater.。

GS Yuasa新型鋰電池續(xù)航翻倍 2020年實現(xiàn)量產(chǎn)

8月初，據(jù)日經(jīng)新聞報導，日本GS Yuasa公司將在2020年透過 LEJ 工廠進行量產(chǎn)一款新型車用鋰電池供應給日系、歐系車廠使用，能將續(xù)航里程增加一倍。

日立固態(tài)電池完成送樣 2020年前將投放市場

8月初，日本日立公司的研究人員宣布其固態(tài)電池技術(shù)已經(jīng)研發(fā)完成，新一代電池可以抵御外太空極端溫度，目前已經(jīng)將固態(tài)電池的樣品送到了航空航天和汽車行業(yè)的潛在客戶。

現(xiàn)代發(fā)布燃料汽車 明年量產(chǎn)

8月17日，現(xiàn)代汽車向世人提前揭開了其下一代燃料電池車的面紗。在首爾舉行的特別預先發(fā)布會上，這款接近量產(chǎn)的新款氫燃料SUV車型預先透露了其前景廣闊的技術(shù)參數(shù)，同時展示了極具未來感的設計風格。

儲氫制氫新工藝在德國問世 將大幅降低成本和能耗

8月31日，科技日報稱德國科學家日前開發(fā)出利用有機載體液和特殊催化劑的儲存和制取氫燃料新工藝，使原先裝卸氫燃料所需的兩個裝置簡化成一個裝置。新工藝能大大降低成本和能耗，對能源轉(zhuǎn)型具有重要意義。

三星SDI發(fā)布續(xù)航600公里動力電池

9月中旬，三星SDI在法蘭克福車展上，展示了一種全新的“多功能電池組”解決方案，續(xù)航里程可達到600至700公里。

三菱日立推出氫燃料混合動力發(fā)電系統(tǒng)

據(jù)外國媒體報道，三菱日立電力系統(tǒng)有限公司（MHPS）推出了結(jié)合固體氧化物燃料電池堆（SOFC）與微型燃氣輪機（MGT）的新型加壓混合動力發(fā)電系統(tǒng)，該項目由日本新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織（NEDO）提供資金與技術(shù)支持。

東芝新型鋰電池充電6min行駛320km

10 月 3 日，東芝在官網(wǎng)發(fā)布公告，稱已成功研發(fā)能量密度高、并能快速充電的全新一代車用電池SCiB TM，可實現(xiàn)充電 6 分鐘，行駛 320 公里，并將在2019年實現(xiàn)商用。

手機電池瀝青造充滿電只需5分鐘

10月5日，《每日郵報》報道，根據(jù)一項新研究，摻有一點兒瀝青的鋰離子電池，充電速度可以達到商品化鋰離子電池的10-20倍。給電池充電將不再動輒需要數(shù)個小時，這些電池由零充到滿電只需短短5分鐘。

豐田燃料電池卡車測試 續(xù)航里程320公里

10月12日，據(jù)美國汽車雜志消息，繼推出Mirai氫燃料電池轎車后，豐田試圖將燃料電池技術(shù)推廣到重型卡車中。為測試該技術(shù)在卡車的運用，豐田將Project Portal燃料電池卡車投入到洛杉磯和長灘港口倉庫運輸貨物。

中科院研發(fā)新型隔膜可耐150℃高溫

10月下旬，中國科學院上海硅酸鹽研究所研發(fā)出一種新型羥基磷灰石超長納米線基耐高溫鋰離子電池隔膜，采用該隔膜的電池在150℃高溫環(huán)境中能夠保持正常工作狀態(tài)。

三星2030年量產(chǎn)鋰空氣電池續(xù)航增加一倍

11月初，三星中央實驗室已開發(fā)出鋰氣電池（lithium-air battery），蓄電量達 520 wh，遠高過當今的鋰電池，并能讓電動車續(xù)航力增加近兩倍。三星計劃在 2030 年將鋰氣電池商業(yè)化。其核心技術(shù)是將電池分隔膜（separator）寬度縮小超過九成至 20 微米，所以每單位體積可以塞近更多電池芯。

Enevate推出五分鐘極速快充電池技術(shù)

11月初，美國Enevate公司推出一項支持電動汽車快速充電的高能量密度硅鋰離子電池技術(shù)，可在高達10C測試充電速率情況下，在5分鐘內(nèi)充電至75％的容量，該HD-Energy電池技術(shù)在-40°C寒冷氣候下，仍可實現(xiàn)正常充放電。

國內(nèi)首款正式量產(chǎn)燃料電池汽車上市

11月17日，上汽大通首款氫燃料電池輕客FCV80于廣州車展正式發(fā)布上市，其車載儲氫罐可儲存6.2kg氫，儲氫壓力為35MPa。該車單次加氫僅需要3~5分鐘，40km/h等速續(xù)航里程為438km。

充電1min行駛800km 菲斯克固態(tài)電池2023年量產(chǎn)

11月中旬，據(jù)外媒報道，菲斯克申請了固態(tài)電池專利，能量密度是現(xiàn)有電池的2.5倍，續(xù)航里程可達500英里；而充電時間，最快可在1分鐘之內(nèi)完成，預計2023年量產(chǎn)。

美國CoorsTek利用陶瓷膜研發(fā)出高效率的氫燃料提取技術(shù)

據(jù)媒體消息，美國CoorsTek公司與挪威奧斯陸大學和西班牙技術(shù)研究所合作，成功地開發(fā)出一種利用陶瓷膜從天然氣中提取氫燃料的技術(shù)，提取過程中幾乎沒有能量損失。

TDK推全陶瓷固態(tài)電池 預計2018年量產(chǎn)

11月21日，日本電池大廠TDK于宣布，已研發(fā)出全球首款采用小型SMD技術(shù)，可進行充放電的全陶瓷固體電池“Cera Charge”，并預計于2018年春天開始進行量產(chǎn)。Cera Charge尺寸為4.5×3.2×1.1mm，額定電壓為1.4V、容量為100μAh、充放電循環(huán)次數(shù)視條件可達1,000次以上。

韓國開發(fā)出蜘蛛網(wǎng)狀鋰電池新材料

11月中旬，韓國成均館大學發(fā)布消息稱，其研究組通過運用冰膜方法，將蜘蛛網(wǎng)形狀的三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)組建成具有多重保障的碳納米管，并對其進行臭氧處理，使納米管表面像蜘蛛網(wǎng)一樣，具有彈性功能，成功解決了高容量材料退化和充放電速度慢等問題，可以應用于多種類型的高容量二次電池。

三星宣布搞定石墨烯電池

11月末，三星電子宣稱已開發(fā)出石墨烯電池技術(shù)，在提高電池容量的同時能夠把充電速度提升到現(xiàn)有標準的5倍。三星先進技術(shù)研究院(SAIT)稱，這種基于石墨烯材料的電池容量比目前市面上的電池高出45%。

日本研發(fā)新型電解液電壓平臺提升至4.6V

12月初，來自東京大學等機構(gòu)的研究人員研發(fā)了是一種含有阻燃劑磷酸三甲酯的高濃度電解液。這種電解液不易燃燒，并可實現(xiàn)高穩(wěn)定充放電1000多次或時長一年以上，并將工作電壓從當前的3.7伏特提高到4.6伏特。