國(guó)家863計(jì)劃高性能化學(xué)儲(chǔ)能電池取得重大進(jìn)展

    鋰電世界  在“十二五”863計(jì)劃先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域“高性能化學(xué)儲(chǔ)能電池及示范電站關(guān)鍵技術(shù)研究”主題項(xiàng)目的支持下，“高比能、低成本的新型超級(jí)電容器關(guān)鍵技術(shù)研究”、“長(zhǎng)壽命錳酸鋰系儲(chǔ)能電池關(guān)鍵技術(shù)及示范”等課題皆取得了很大的進(jìn)展，在近期通過(guò)了技術(shù)驗(yàn)收。

    在“新型超級(jí)電容器”方面，突破了高能量密度高功率密度長(zhǎng)壽命超級(jí)電容器的制備技術(shù)瓶頸，研制了多孔石墨烯、高耐壓電解質(zhì)鹽和電解液纖維素隔膜等材料，開(kāi)發(fā)干法制備電極片中試技術(shù)，突破了（3.0V/12000F）超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)，產(chǎn)品在機(jī)械能回收、超級(jí)電容器軌道車輛等方面，在國(guó)內(nèi)外獲得應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)在超級(jí)電容器方面從材料、器件到系統(tǒng)集成已形成核心技術(shù)體系。

    在“長(zhǎng)壽命錳酸鋰系儲(chǔ)能電池”方面，開(kāi)展了層狀錳酸鋰、表面包覆單晶錳酸鋰、鋁鈷共摻雜錳酸鋰正極材料、瀝青和樹(shù)脂衍生的硬碳負(fù)極材料、功能電解液的研究，以及單體電池、模塊和儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究，掌握了長(zhǎng)壽命低成本的鋰離子儲(chǔ)能系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，單體壽命已超過(guò)3000次，最高達(dá)到6000次。在國(guó)際上完首次成了2套50kW/100kWh級(jí)層狀錳酸鋰/硬碳鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)并示范運(yùn)行；同時(shí)開(kāi)發(fā)了20kWh家用太陽(yáng)能發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)，3kWh備用應(yīng)急電源等應(yīng)用示范。

    在“全固態(tài)鋰離子儲(chǔ)能電池”方面，成功開(kāi)發(fā)出高電導(dǎo)率的Li2S-P2S5二元系和Li2S-GeS2-P2S5三元系固體電解質(zhì)，掌握了Li2S-P2S5體系玻璃陶瓷固體電解質(zhì)材料的制備方法，非晶前驅(qū)體的制備方法取得較大突破，實(shí)現(xiàn)了高效率的穩(wěn)定制備。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)硫化物固態(tài)電解質(zhì)的公斤級(jí)制備能力。研制了具有核殼結(jié)構(gòu)和組分梯度的高鎳組分層狀正極材料。采用上述二元系硫化物固體電解質(zhì)和正極，研制了容量為4.0Ah和8.0Ah的固態(tài)鋰電池，室溫循環(huán)次數(shù)達(dá)到了500次，優(yōu)化了大型全固態(tài)軟包電池的組裝工藝，推進(jìn)了全固態(tài)鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

    在“新型鋰硫化學(xué)儲(chǔ)能電池”方面，開(kāi)發(fā)了高能量密度鋰硫電池制備技術(shù)，研制的35Ah鋰硫電池比能量達(dá)到566Wh/kg（25℃測(cè)試），達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。初步開(kāi)發(fā)了1kWh鋰硫電池組和12kWh大容量鋰硫電池組，實(shí)現(xiàn)了其與太陽(yáng)能電池耦合發(fā)電示范。采用單質(zhì)硫的大容量鋰硫電池及電池組的技術(shù)產(chǎn)品具備用作長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)機(jī)載能源系統(tǒng)等領(lǐng)域的潛力。

    此外，在“低成本鈦酸鋰系儲(chǔ)能鋰離子電池”方面，打通了低成本材料量產(chǎn)、長(zhǎng)壽命高一致性電池及模塊、電站示范及推廣全產(chǎn)業(yè)鏈，搭建了基于鈦酸鋰系負(fù)極材料的移動(dòng)式儲(chǔ)能示范裝置，進(jìn)行了0.5MWh/1MW鈦酸鋰電池儲(chǔ)能電站的光儲(chǔ)應(yīng)用示范，為鈦酸鋰系儲(chǔ)能的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

    本項(xiàng)目的實(shí)施，在一定程度上滿足了可再生能源和智能電網(wǎng)的大規(guī)模儲(chǔ)能需求，不僅促進(jìn)了風(fēng)能、太陽(yáng)能的有序開(kāi)發(fā)與資源合理配置，更是提高了間歇性新能源的并網(wǎng)技術(shù)水平，為我國(guó)儲(chǔ)能電池材料-電池-集成-示范產(chǎn)業(yè)鏈提供了較為完整的技術(shù)支撐體系，為今后該產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)建了具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)，促進(jìn)了中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展，增強(qiáng)了中國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略地位，市場(chǎng)前景廣闊。