重磅!中国科学家研发出耐高温电池隔膜制备新工艺,将助力提升锂电池及充电过程安全性【附动力锂电池技术赛道观察图谱】
瞻观前沿
据中国新闻网报道,中国科学院近代物理研究所材料研究中心的科研团队携手兰州大学及先进能源科学与技术广东省实验室等多个合作单位,在依托大科学装置兰州重离子加速器的基础上,取得了一项重要科研突破。他们利用离子径迹技术,成功研发出一种用于高性能锂离子电池的聚酰亚胺耐高温隔膜制备新工艺。将助力提升锂电池及其充电过程的安全性,对于推动锂离子电池技术在电动汽车、储能系统等领域的应用具有重要意义。该研究成果将为开发可靠的具有耐高温性能的高性能锂离子电池隔膜和工艺提供了新的思路。
在本项研究中,科研团队充分利用兰州重离子加速器的技术优势,通过离子径迹技术开发出了一种全新的耐高温聚酰亚胺隔膜制备工艺。相较于传统的聚烯烃隔膜,这种新型隔膜在机械强度、耐高温性能、孔径分布以及孔道结构等方面均表现出显著的优势。具体而言,其机械强度高达150.6兆帕,能够在450摄氏度的高温下保持结构不收缩,孔径标准差小于6%,且孔道结构呈垂直排列,迂曲度仅为1。
科研团队通过一系列实验验证了这种新型隔膜的优异性能。在3毫安每平方厘米的条件下,使用聚酰亚胺耐高温隔膜的锂/锂对称电池能够稳定循环1200小时,且在锂金属电极表面实现了均匀、致密的锂沉积,这表明该隔膜具有出色的锂枝晶抑制能力。此外,使用该隔膜的磷酸铁锂软包电池在常温下可稳定循环1000次,容量保持率高达73.25%,并且在150摄氏度的环境温度下仍能正常工作,表现出卓越的高温性能。
目前,这项研究成果的论文已在专业学术刊物《美国化学学会纳米期刊》(ACS Nano)上发表,论文的第一作者和通讯作者均来自中国科学院近代物理研究所。
(图片来源:摄图网)
技术价值观察
动力锂电池产业链上游为锂资源、钴资源和镍资源等矿产资源供应及正极材料、负极材料、电解液和隔膜等电池材料供应。中游为动力锂电池制造,包括加工、封装、组装等流程。下游为应用市场,动力锂电池应用领域主要包括电动汽车、电动两轮车、电动船舶、无人机等。
中国科学家研发出耐高温电池隔膜制备新工艺,将助力提升锂电池及充电过程安全性,该技术处于动力锂电池产业链上游环节。
宏观市场观察
中国厂商全球竞争力持续增强
2019年以来,中国厂商在全球市场上的影响力持续扩大,中国主要厂商在全球市场上市场份额占比整体呈上涨趋势,压缩韩国和日本厂商份额。2023年1-11月全球动力电池装机量TOP10公司中,中国公司依然占据6席,分别为宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、亿纬锂能、孚能科技,6家公司合计市占率达63.7%。
2023年中国动力锂电池价格持续下跌
根据ICC披露的数据,2023年以来我国动力锂电池电芯价格持续下降。方形动力电芯(磷酸铁锂)价格从2023年1月的0.82元/Wh下跌至2023年12月的0.43元/Wh,降幅超47%;方形动力电芯(三元)价格从2023年1月的0.92元/Wh下跌至2023年12月的0.52元/Wh,降幅超43%。
高能量密度及低成本是未来发展趋势
从技术发展趋势来看,未来动力锂电池正极材料技术研发趋势朝三元电池高镍去钴和磷酸锰铁锂这两个方向发展,封装方式朝软包方向发展、电解液超固态电池发展是长期趋势。整体来看,动力锂电池发展趋势聚焦高能量密度和低成本这两点,三元电池高镍去钴是为了降低动力锂电池生产成本,磷酸锰铁锂、固态电池和软包适配固态电池是为了提升动力锂电池能量密度。
中国动力锂电池技术赛道热力图
根据前瞻产业热力图显示,与动力锂电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华东,并且以深圳为重点发展区域,未来布局动力锂电池技术及其他先进锂电池技术的发展路径,极大可能性在于华南华东优先导入,其中可重点关注广东省深圳市龙岗区、广东省深圳市宝安区所处动力锂电池研发、设计的相关企业,以及该地方对于动力锂电池的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。
前瞻经济学人APP资讯组
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国锂电池行业深度调研与投资战略规划分析报告》
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