積極響應促創新
從藍牙耳機到筆記本電腦,從電動汽車到家庭儲能系統,目前,大眾的工作和生活已經離不開電池驅動。國聯汽車動力電池研究院有限責任公司(以下簡稱國聯研究院)對電池的研究和開發可追溯至上個世紀80年代,其中就包括鋰電池。公司前身自上個世紀90年代開始開展鋰離子電池材料研發,1995年涉足3C鋰離子電池,1998年實現產業化。2000年開始第一代鋰離子動力電池開發,2005年實現應用。2010年組建動力電池研究中心,為國聯研究院奠定了堅實的基礎。
2016年,國家首個制造業創新中心——國家動力電池創新中心依托國聯研究院正式成立,著力于解決行業共性問題和難題,實現動力電池技術革命性突破,支撐我國新能源汽車產業可持續發展。
國聯研究院在電池領域有著豐富的研發經歷和應用經驗,“十五”“十一五”期間連續滾動牽頭承擔國家863“電動汽車重大專項”中課題任務,先后參加并圓滿完成了好運北京2008馬拉松測試賽及2008年北京奧運會新能源車示范運行和公交線路示范運營。
團結奮進勇擔當
2016年8月16日,國家動力電池創新中心組織召開鋰電350項目實施方案專家論證會,明確至2020年開發出比能量達到350Wh/kg動力電池技術原型的戰略目標。面對任務挑戰,國聯研究院專門成立350鋰電攻關團隊,制定5年攻關計劃,分解目標,從260到300再到350。
當時行業內的電池開發并不完善,電池單體能量密度僅220Wh/kg左右,缺乏相應的材料體系支持。團隊便以主材為突破口,缺什么就自己造。
憑借前30年積攢的經驗,團隊迅速實現高鎳正極材料開發應用,完成了能量密度260Wh/kg首個階段目標,而基于此的“高比能動力電池及其正極材料的產業化”項目也于2017年榮獲中國有色金屬工業科學技術獎一等獎。團隊深受鼓舞,帶著更加飽滿的熱情投入到下一階段任務,向著300Wh/kg目標奮進,實現了硅負極材料研發應用,進一步提升了單體電池能量密度。接下來便到了攻關任務沖刺階段,團隊帶著無限憧憬向350Wh/kg發起了最后沖刺。
然而,這一過程并不如此前順利,高鎳材料使用帶來更高安全風險,高硅材料導電性差及體積膨脹問題,全電池循環衰減......諸多難題接踵而至。經過幾十輪的實驗驗證,確定了材料、電極及電池設計,每片電極承載著大家的希望,每次注液都傾注了大家的心血。高鎳材料熱穩定性差,那就引入安全添加劑,使用安全隔膜,雙管齊下降低風險;使用新型碳納米管導電添加劑、高彈網絡狀粘結劑及新型SEI成膜添加劑,全方位“圍剿”硅負極;設計高負載、高壓實密度的正極電極,再配合穩定性“骨架”結構的負極電極,實現了電池能量密度和循環穩定性的提升。成員們空前團結,沉著應對,不分晝夜,各個擊破。
不忘初心,方得始終。團隊成功開發出350Wh/kg電池技術原型,并于2021年4月30日在中國汽車動力電池產業創新聯盟年度大會上正式交付,為行業提供了前期指引和參考借鑒,極大縮短了高比能量動力電池由實驗室向產業化方向過渡的周期,為提升我國動力電池的全球產業競爭力奠定基礎,也為行業提升高比能量動力電池綜合性能提供了技術參考方向。
勇毅前行向未來
2022年,我國新能源汽車銷量約為658.4萬輛,同比增長88.8%。其中,動力電池作為新能源汽車的心臟,裝機量約為302.3GWh,同比增長89.7%。作為動力電池科技成果孵化與轉化平臺,國聯研究院搭乘新能源汽車產業行業高速發展的特快列車,攻關團隊也積極拓展研究方向。
2017年,高性能鋰離子電池正極材料工業化成套技術對華鼎國聯電池材料有限公司實施授權,低膨脹高穩定硅基負極材料及電池應用技術向貝特瑞新材料集團股份有限公司實施授權。2020年,“高比能量高鎳體系電池及其產業化”項目榮獲中國有色金屬工業科學技術獎二等獎;2021年,“高容量硅基負極材料開發及產業化”項目榮獲中國有色金屬工業科學技術獎一等獎。
眾多成果落地生根,鼓舞著攻關團隊再出發,努力推進技術原型向行業推廣,向下游企業尋求合作。自350電池技術完成交付以來,已為長安新能源、東風汽車、中國商飛、航天九院、解放軍總醫院等單位提供相關技術服務支持,依托原型技術基礎,結合不同實際需求,量身定制專屬電芯,不僅獲得了合作伙伴及客戶一致好評,團隊開發水平、試制能力更是得到了全面提升。
科技興則民族興,科技強則國家強。作為一支引領創新、勇攀高峰的攻關團隊,每位隊員都將繼續迎難而上,深耕不輟,將“勠力同心,聯合發展”的團隊精神深深融入血液之中,肩負國之重器的使命榮光,助力實現動力電池行業革命性突破。