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诺奖花落锂电池是否姗姗来迟

“可充电的世界”只是个开始,“技术之路”依旧漫漫

2019年10月16日 8:47 2808次浏览 来源:   分类:

导读:   今年的诺贝尔化学奖让锂电池成为聚光灯下的“明星技术?#34180;?#26469;自美国的约翰·?#35834;?#32435;夫、英国的?#22266;?#21033;·惠廷厄姆和日本的吉野彰三名从事锂电池研究的科学家,共同分享2019诺贝尔化学奖。记者梳理发现,在三位获奖科学家?#38109;?#20110;锂电池发展的创新征途上,也有几笔精彩的“江苏印记?#34180;?#23427;不仅意味着开启“一个可充电的世界?#20445;?#26356;作为工业革命的基础性技术,成为行业转型的强大“助推器?#34180;?

今年的诺贝尔化学奖让锂电池成为聚光灯下的“明星技术”。来自美国的约翰·?#35834;?#32435;夫、英国的?#22266;?#21033;·惠廷厄姆和日本的吉野彰三名从事锂电池研究的科学家,共同分享2019诺贝尔化学奖。记者梳理发现,在三位获奖科学家?#38109;?#20110;锂电池发展的创新征途上,也有几笔精彩的“江苏印记”——它不仅意味着开启“一个可充电的世界”,更作为工业革命的基础性技术,成为行业转型的强大“助推器”。

诺奖开启的锂电池“盛典”也仅仅是个开始。?#21482;?#30005;池如何才能真正够用,电动车何时才能拥有强劲续航力从容跑长途……围绕电池的一系列相关技术仍有待?#40644;疲?#23545;于“技术咖”来说,诺奖并不代表“登顶”,更像是一个激励信号。

技术革命仍在进行,

锂电池“剧透”新能源发展

“三位科学家创造了一个可充电的世界。”这是2019诺奖委员会对三位化学奖得主的表彰评价。?#21482;?#31508;记本电脑、新能源汽车……在当下这个移动终端随处可见、充电随时可实现的“智能?#36125;?rdquo;,化学奖花落锂电池,有人不禁笑论,诺奖真是“姗姗来迟”。其实不然,诺奖在肯定伟大成果的同时,也传递出电池技术创新“仍在路上”的强烈信号。“电池的安全性、稳定性,?#32422;?#33021;量密度等都是亟待攻克的技术难点。”苏州大学能源学院院长晏成林教授表示,锂电池的发展与绿色能源革命仍在进行时,电池技术是当下能源转型、汽车电动化的关键。

如?#20255;?#33073;石油燃?#31232;?#35299;决能?#27425;?#26426;,这是上世纪70年代初的石油危机爆发时科学家们前行的动力,引发了电化学储能技术的广泛研究。“?#31508;?#31185;学家就意识到,以电为代表的清洁可再生能源是未来技术的发展方向,开始研发各种新型电池。”晏成林介绍, 这其中包括采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂离子电池的惠廷厄姆,?#32422;?#21457;现更适合的阴极材料并且令电池能更安全、输出电能更多的?#35834;?#32435;夫,还有优化锂电池性能、与?#35834;?#32435;夫合作将学术成果转化到产业的吉野彰。

50年间,锂电池从技术研发到实现产业化,加速了全人类信息技术和新能源技术的发展进程。“?#21482;?#30005;脑越来越轻薄,太阳能、风能甚至可?#21592;?#20648;存,让无化石燃料社会成为可能。”省动力及储能电池产业创新联盟负责人杨凯说,过去,锂电池技术改变我们的日常,今后还将继续产生“颠覆”效应,随?#35834;?#27744;管理、电池快充等技术的发展,将加快开启便携式设备的“下一程”,并让电动汽车成为拉动经济的“新巨头”。

锚定基础研究,

新一代锂电池备受期待

锂电池技术发展50年取得的成就,在大众看来,或许只是浓缩成了一部“充电几分钟,通话几小时”的便携?#21482;?#20294;对于研究者来说,攻克电池技术的每一细微环节,都是“漫漫创新路”铺就的。

在基础研究领域,科学家通过一次次的实验探索,加深对材料的认识,从而推进技术革新。“今年诺贝尔化学奖颁给?#35834;?#32435;夫等三人,可以说是对整个锂电池行业的肯定与激励。”晏成林感触尤深地表示,现年97岁的美国?#27599;?#33832;斯大学奥斯汀?#20013;?#25945;授?#35834;?#32435;夫,是诺奖历史上年龄最大的获奖者,这一奖项于他实至名归。钴酸锂、锰酸锂等电池材料都是由?#35834;?#32435;夫发明的,如今,他依旧奋斗、活跃在科研一线,并与江苏科研团队在锂电池基础研究方面有着重要合作。今年2月22日,?#35834;?#32435;夫与苏州大学能源学院晏成林教授、钱涛老师在《自然-通讯》上发表了题为《空气稳定锂金属负极用于?#32479;?#26412;制造的无枝晶锂金属电池》的研究论文。该研究提出了由一?#36136;?#27700;氟化石墨(GF)?#22836;?#21270;锂(LiF)作为保护层的锂金属负极,在空气中可?#21592;?#25345;长时间稳定,且具有可以抑制锂枝晶生长的高安全性能。

“随?#35834;?#21160;汽车和储能电网等高能耗储能应用的快速发展,传统的锂离子电池已经不能满足需求,迫?#34892;?#35201;开发具备高能量密度的新一代锂电池。”晏成林向记者解释道,该研究利用高温下熔融的锂金属?#22836;?#21270;石墨反应形成保护层,既可?#21592;?#25252;金属锂在空气中不被?#36136;矗?#21448;可以提高锂负极稳定性、安全性,延长电池寿命。

在这一研究成果的推动下,今后,普通干燥房就可以进行电池组装,并且可以实现大面积生产,降?#32479;?#26412;,加快锂电池产业化。

汽车强续航“提上日程”,

江苏酝酿电池研发创新中心

更清洁、更环保的新能源电动车,被视作汽车行业转型的关键“赛道”,而“电池”是这场转型中不可绕开的关键技术。当下,车载动力电池依旧面临安全、能量密度等多种技术难点。

“近年来,诺奖团队与江苏的多方位合作,促进了电池安全性、能量密?#21462;?#20805;?#35834;?#36895;度等关键技术的?#40644;啤?rdquo;省工?#30424;?#20135;业转型升级处相关负责人采访中表示,早在2014年,江?#31449;统?#31435;了“省锂电材料产业技术创新战略联盟”,集聚全球创新资源,打通产学研壁垒,以千亿级为目标,打造锂电池产业航母。

在江阴,远景动力技术公司正?#38109;?#20110;以智能物联?#40644;?#30005;池性能与应用的边界,通过电池数字模型的海量训练帮助研发提升效?#30465;?#27492;次诺贝尔化学奖的另一位得主,来自日本的吉野彰作为远景的技术顾问,参与规划了远景电池创新技术路线,并助推远景的新一代产品研发。

在南京,江苏塔菲尔新能源科技公司?#38109;?#20110;研造出兼具高能量密度与高安全性的产品,将技术战略锁定在固态电池的研发。目前公司已与诺奖得主?#35834;?#32435;夫取得合作机会,正就固态电解?#35270;?#27963;性材料间的界面相容性问题展开基础研究,并计划将相关成果应用于固态电池产品中。技术革新后,汽车锂电池的安全性、续航里程、快速充电等方面将有所?#32435;啤?/p>

“江苏在汽车制造、锂电池研发方面有基础、有优势,成为全球知名的动力电池研发和制造中心,是我省中长期发展目标。”杨凯介绍,江苏动力电池产业规模全国领先,数据显示,今年上半年全省动力电池产、销量分别累计完成约8.28GWh(828万千瓦时)、7.26GWh,分别占据全国比重的19.15%、19.95%。此外,南京、常州、无锡等地加速高端动力电池产能布局,预计2019年底,全省动力电池已建、在建产能将超120GWh,可实现250万辆新能源汽车配套能力,将成为全国最大的动力电池生产基地之一。

本报记者 王梦然

责任编辑:周大伟

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