新型铝基锂离子电池完成量产

2022年5月24日，碳中和所唐永炳团队开发的一项新型锂离子电池技术完成了规模化量产，这是我国首款具有宽温域、低成本、长寿命的电芯产品，有望打破电池产业现有格局。统计数据表明，本次规模化量产的产品合格率达到99.11%，各工序合格率均为99%以上。
 
唐永炳介绍道：“先进院给予年轻人很大的发展空间，鼓励科研人员做创新研究、产业化工作，虽然考核有压力，但前进的动力更大。看到多年研发的成果能够落地转化，团队成员都很自豪，找到了价值感和归属感。”
 
从电动汽车到五花八门的电子产品，锂离子电池早已渗透到人们的生活当中，为衣食住行提供源源不断的“动力”。工信部赛迪研究院发布的《2021中国锂电产业发展指数白皮书》显示，我国已连续五年成为全球最大的锂离子电池消费市场。
 
唐永炳介绍，受关键材料的限制，目前锂离子电池在零度以下无法充电，而在50℃以上，安全性又不能保障。我国幅员辽阔，气温和季节变化大，北方地区冬季温度可以低至-40℃以下，而南方地区夏季地表温度会高达50℃以上，冬季电动车无法启动、智能手机自动关机，夏季电动车自燃情况频发。
 
为了解决这个技术难题，唐永炳团队历时近10年，潜心研发既抗冻又耐热的新型锂离子电池技术。该电池的最低工作温度可以达到-70℃，最高工作温度可达80℃，可以同时兼顾低温与高温性能。该新型电池已于2022年5月24日完成了规模化量产。该产品的高低温性能、循环寿命、安全性能等各项指标，均已通过第三方权威机构检测，并获得ISO9001、GB31241-2014、IEC62133-2:2017、UN38.3等标准和资质认证。
 
新型电池究竟“新”在何处？唐永炳揭开了谜底：“我们主要在负极材料和电解液方面下功夫。”
 
目前，电池的正极材料相关技术已接近“天花板”，若提升性能，负极材料尚有发展空间。为此，团队研发了一种新型铝基复合负极材料，与商用锂离子电池正极材料及合适的电解液匹配，成功研发出新型锰酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元电池。
 
“我们开发的电池除了具备耐热抗冻的特性以外，还具有高安全、长续航、快充和低成本的优势。研发成果可用于光伏储能、家庭储能、通信基站储能、轨道交通、航天航空、极地科考等领域，尤其适用于高寒地区及亚热带地区。”唐永炳对新型锂离子电池的应用前景满怀信心。
 
为了顺利推动新型锂离子电池的产业化，2017年，该技术成功实现转移转化，先进院专利作价6500万元，获现金投资2500万元，孵化成立了深圳中科瑞能实业有限公司，对新型锂离子电池技术进行中试研发。经过5年时间，针对关键材料及电芯工艺关键技术攻关，该电池技术已完全成熟。2022年6月，双方签署增资扩股协议，拟再投资3亿元建设新型锂离子电池产线，迅速进行市场推广及应用。
 
唐永炳不仅带领团队实现新型锂离子电池的产业化，而且运用最新技术为锂电池隔膜企业赋能。2021年1月，唐永炳团队与珠海恩捷新材料科技有限公司成立了联合实验室。该公司是一家专注研发及生产高性能锂离子电池隔膜的高新技术企业，年生产基膜约20亿平方米。联合实验室会针对企业的技术创新需求，围绕准固态聚合物电解质改性隔膜技术、无定形碳改性隔膜技术开展合作研究。