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吴锋:2020年全球废旧锂电池约为250亿只

时间:2021-04-08 15:16:17 作者:本站整理 来源:网络

2016年6月20-21日,青海省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、中国电动汽车百人会在青海西宁举办,“锂产业-新生态”国际高峰论坛。本届论坛是“第十七届中国▪青海绿色发展投资贸易洽谈会”的重要活动之一,体现了“开放合作▪绿色发展”的主题。

本届论坛分为高峰论坛和圆桌会议两部分。

圆桌论坛的主题为:先进电池技术与锂资源高效利用。新能源汽车跨越式增长促进了动力电池产业与技术高速发展,废旧动力电池若未得到妥善处理,势必带来资源浪费和环境污染。随着分布式能源技术和资源回收技术的进步,动力电池的梯次利用和锂资源回收将是重大的发展机遇。


北京理工大学能源与环境材料学科首席教授 吴锋

以下为北京理工大学能源与环境材料学科首席教授吴锋的发言实录:

吴锋:各位上午好!我发言的题目主要是围绕电池研究,包括锂离子电池等等。

锂二次电池及其关键材料,是当前国际竞相研发的热点,已成为新一代信息通讯、电动汽车、储能电站与国防安全等重大应用的关键环节。储能也越来越得到重视。最近报告美国NASA研制新型纯电动飞机,实现了零排放,以后的商用化也期待着电池技术的发展。现在通信发展到5G,电动汽车也如此,现在“十三五”把能量密度指标提的越来越高。储能也要求有比较高的能量密度和比较高的功率密度,当然要求很长的寿命和很低的价格。

对正极材料做的一些仿生的研究,也是为了提高功率密度。我们还研究快充型高容量锂例子电池正极材料材料。在硅基负极材料方面,以有机硅工业生产过程中产生的工业肥料为多孔硅原材料。硅基负极材料本身制造工艺比较简单,为以后利用有机硅肥料提供技术路径,也有利于以后规模化生产。还有用稻壳制备多孔硅,这也是比较广泛的原料。

新型电解质,用不可燃的无机骨架将离子液体固态化,我们研制出新型的纳米交联基的固态电解质,同时具有较高的室温电导率、较宽的电化学窗口和不可燃性。NMR研究表明,被限制的离子液体展示出类似于业态ILE中离子的流体动力学特征,具有高的离子传导性,有较好的热稳定性。如图,这是钢性骨架和柔性骨架。

持续提升能量密度是二次电池重大应用需求和技术进步的驱动力,急需探索新材料。我们2002年开始提出多电子反应,到现在经过三期的研究,提出多电子反应材料体系包括石墨烯基硫/碳3D复合材料等。我们对石油化工产业流程副产物的有效利用与开发,为今后发展产业是有好处的。

电池材料的回收和资源化再生研究。回收现在也越来越得到重视,我们在梯次利用方面进行过研究,预测到2020年,全球废旧锂电池的数量约为250亿只。我国在这方面有很大的缺口。日本也进行了动力电池回收,这是非常有意义的事情。我们通过柠檬酸处理进行动力学分析,开发出用抗坏血酸对废旧电池重金属离子的绿色浸提技术。

随着新能源汽车的快速发展,动力电池的需求一度呈井喷之势。2015年我国新能源汽车产量达到37.9万辆,动力电池整体出货量达到15.7GWH,同比上年增长3倍之多。动力电池的爆发性需求已延伸到正极、负极和隔膜、电解液等相关材料产业,以及上游锂矿资源。在工信部提高准入门槛后,我国动力电池产业将面临新一轮的洗牌,从几千家企业优胜劣汰为上百家。能量密度、安全性、寿命、成本仍然是动力电池产业发展的主要制约因素,有待材料、电池、工艺系统的创新。

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