中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：陳忠偉指出，電化學(xué)能源在工程應(yīng)用上的主要挑戰(zhàn)，體現(xiàn)在批量制備工藝存在局限，能量管理復(fù)雜，電源系統(tǒng)可靠性低，一致性差、成本高。
8月24日，由深圳市發(fā)展和改革委員會(huì)指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)與南方科技大學(xué)碳中和能源研究院聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的碳中和能源高峰論壇暨第四屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)與新型儲(chǔ)能技術(shù)青年科學(xué)家論壇在深圳召開。此次大會(huì)主題是“開拓新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。
大會(huì)開幕式上，加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大工程院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化物所能源催化轉(zhuǎn)化全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳忠偉以《下一代高能量密度電源》為主題作了報(bào)告，分享了他在電化學(xué)能源材料、低溫電池和氫混動(dòng)力等方面的研究成果。
加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大工程院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化物所能源催化轉(zhuǎn)化全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳忠偉
陳忠偉指出，電化學(xué)能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化的核心技術(shù)問題是要完善“材料-電極-器件”全鏈條的系統(tǒng)化研究模式，實(shí)現(xiàn)降本增效。在工程應(yīng)用上的挑戰(zhàn)體現(xiàn)在批量制備工藝存在局限，能量管理復(fù)雜，電源系統(tǒng)可靠性低，一致性差、成本高。
對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，陳忠偉認(rèn)為，目前中國(guó)能源體系還是以化石燃料為主，而氫能可以在能源的生產(chǎn)中替代碳，比如在高能耗工業(yè)里，把氫能高效利用起來，通過氫能、儲(chǔ)能來進(jìn)一步替代傳統(tǒng)的天然氣、煤炭、石油等化石燃料。在整個(gè)背景下，實(shí)行碳跟氫的平衡，從而實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
針對(duì)鋰離子電池面臨的挑戰(zhàn)，陳忠偉認(rèn)為工作溫區(qū)有待拓寬，安全性有待提升，能量密度有待提高。在低溫電池技術(shù)瓶頸方面，陳忠偉認(rèn)為低溫下鋰離子傳輸受限，低溫下脫溶劑化困難，電解液和電極界面是影響電池低溫性能的決定性因素。
陳忠偉表示，其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的低溫電池能量密度可達(dá)260 Wh/kg，循環(huán)壽命500次，-40°C放電容量達(dá)95%，-60°C容量放電容量達(dá)80%，性能好，工作溫域?qū)?、安全性?qiáng)，可滿足新能源汽車、高原、深海、極地科考、航空航天、特種裝備等極端環(huán)境的應(yīng)用需求。對(duì)標(biāo)國(guó)際，在能量密度、循環(huán)壽命、放電溫寬等方面處于世界領(lǐng)先水平。
針對(duì)低溫電池市場(chǎng)前景，陳忠偉認(rèn)為2024年低溫電池出貨量預(yù)計(jì)達(dá)到10 GWh，全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值超過500億。
對(duì)于氫混動(dòng)力，陳忠偉介紹說，氫混動(dòng)力是最近兩三年團(tuán)隊(duì)非常重要的目標(biāo)。氫混動(dòng)力為什么非常關(guān)鍵？因?yàn)槲磥淼娘w行器特別是飛行汽車，最核心的第一個(gè)障礙就是動(dòng)力。低空經(jīng)濟(jì)，動(dòng)力先行，還有智能駕駛、試航安全的問題。我們開發(fā)的目標(biāo)是希望通過氫混動(dòng)力能夠達(dá)到未來的低空飛行器續(xù)航超過600公里以上，這樣就能夠滿足整個(gè)市場(chǎng)應(yīng)用的需求。
會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)
陳忠偉表示，氫燃料電池重要，鋰電也非常關(guān)鍵，所以要把它們相互的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來，缺點(diǎn)彌補(bǔ)掉。這樣氫混動(dòng)力就可以滿足續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、電池壽命長(zhǎng)、低溫適應(yīng)性好的特點(diǎn)，相信這將是未來新能源產(chǎn)業(yè)非常關(guān)鍵的一環(huán)。團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是把超低溫、高倍率、高比能的鋰電跟燃料電池進(jìn)行結(jié)合，核心動(dòng)力電源的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)寬溫域工作，零下40-60度，目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了10kW單模塊，今年年底計(jì)劃完成120kW集成，明年實(shí)現(xiàn)240kW系統(tǒng)集成。
對(duì)于未來趨勢(shì)，陳忠偉表示，儲(chǔ)能肯定大有可為，未來電化學(xué)能源的開發(fā)肯定是多學(xué)科交叉、跨尺度、多元化以及結(jié)合人工智能，從材料端到電池端的設(shè)計(jì)，還有電池的管理，人工智能都是非常關(guān)鍵的，結(jié)合人工智能和其他新技術(shù)，我相信電化學(xué)儲(chǔ)能不光成本會(huì)進(jìn)一步下降，能量密度會(huì)提高，安全性會(huì)進(jìn)一步提高，肯定能夠滿足未來的應(yīng)用需求。
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