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日产全固态电池技术难点及商业化痛点

时间:2023-08-13来源:网络作者:小白

日产全固态电池技术难点及商业化痛点

企业副总裁雷诺-日产-三菱联盟全球副总裁、综合研究所所长土井三浩先生

近日,日产汽车公司发布了叠层软包全固态电池(ASSB)电芯的试点生产设施,并计划于2028年正式投产。日产全固态电池试点生产设施位于日本神奈川县的日产汽车研究中心(NissanResearchCenter)内,该项目旨在进一步推动全固态电池(ASSB)的开发与应用。

日产汽车核心团队围绕全固态电池优势、开发与应用、技术难点商业化路线等问题,召开了中国媒体线上沟通会。日产副总裁雷诺-日产-三菱联盟全球副总裁、综合研究所所长土井三浩,携多位技术专家答疑解惑,与中国媒体进行了充分交流。

全固态电池的优势

土井三浩表示:“全固态电池的优势是能量密度高,行驶里程更长,同样里程下减轻了电池重量。同时,快充性能更优异,即使高温下也能快速充电。此外,实际使用中电池以电池包形式嵌入车内,传统液态锂电池可在60°、70°使用,全固态电池即使在100°的高温都可以使用。”

“纯电动汽车的电池越轻越小,对于车辆会更加便利。但对于重型车辆而言,需要搭载的电池包也会更多,车辆创造方面也更困难。对于消费者来说,即使是重型车辆,他们也希望拥有与传统燃油车或混合动力相同的使用体验,因此为了创造出满足这种需求的电动汽车,全固态电池这样的技术必不可少。”

全固态电池技术难点商业化痛点

土井三浩在沟通会表示:“全固态电池中,固体和固体间要均匀混合,保持均压非常主要,这是一项全新的技术。锂离子电池的电解质是液态的,所以导电性非常出色。但全固态电池中,电解质变为了固态,为确保固态与固态间的离子传导性能,电芯材料、电芯设计、生产工艺等都要逐一确认。”

先进材料与加工研究所主管研究院诸冈正浩:“技术层面,全固态电池不同于液态电池的是,正极和电解质之间、电解质和负极之间,虽然有各自的界面,但是全固态电池中需要人工制作界面。材料选择方面,日产利用材料信息学(MI)这样的新技术,在亚氧化铜等无数选项中选择最佳选项,再把它应用到电芯研发中,才干做出性能优异的电池。”

全固态电池密度极限是多少?

土井三浩:“从材料组合考虑,电池能量密度达到1000Wh/L左右是极限了。在实验中,我们发现了能达到更高密度的固体材料,但考虑实际应用不能只追求电池密度,还要综合考量多重因素,所以1000Wh/L是比较合适的。”

先进材料与加工研究所专家负责人新田芳明:“低温对电池活性是挑战。关于固态电解质的低温活性,学术方面已经得到证实,被称为“活化能”。但在电池中,低温下固态电解质的性能会有所下降,我们在研究中也遇到同样的问题。这就涉及到“界面”的问题,如果能处理好界面的形成,就能减轻这个问题,目前我们有了一定的目标。”

如何降低全固态电池的生产成本

土井三浩:“不仅是技术因素,成本还涉及很多方面的问题。技术方面,由于全固态电池本身的能量密度高,随着单位体积能量密度的提高,我们可以实现电池的小型化,从而减少原材料的使用。”

“全固态电池的正极材料方面,我们在考虑无钴或者少钴,减少稀有金属作进行研究,用常见金属材料进行尝试,帆叶网,这是全固态电池的优势之一,它可选的材料非常丰富。”

“另外,生产工艺也是影响成本的因素。利用“干式工艺”(dryprocess)制备正极可以将活性物质和固态电解质放入有机溶剂中混合制作成泥浆状物质——这种工艺有可能在短期内快速降低成本。”

会率先应用于哪些产品

土井三浩:“下一个里程碑阶段性目标,可能是2024年在试点工厂创造大尺寸的电池。但在此之前我们首先要选好材料,这是非常主要的一个阶段性目标。选择材料方面我们还要做很多细微的调整,尽可能在今后一两年内确定好。”

“至于全固态电池会率先应用在哪些产品上,现在还不确定。由于重型的纯电动汽车不好设计,成本也会更高,所以我们想挑战这一课题,首先研发出能搭载在大型车辆上的电池,这样包括电池包在内的车辆成本会降低。同样,将来小型车辆也会需要这样的电池。”

金色沙海也能长出绿色草场是怎么回事 沙漠是如何变绿洲的难点在哪

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深耕燃料电池汽车商业化!海卓科技助力燃料电池汽车“加速跑”

8月26日至28日,2022世界新能源汽车大会在北京海南两地召开。作为我国燃料电池领域优秀成果重点推介企业,海卓动力(青岛)能源科技有限公司(以下简称海卓科技)核心产品燃料电池系统以及自主化核心零部件精彩亮相,公司常务副总经理谢佳平受邀参会并发表主题演讲。成熟的商业化需要多方合力海卓科技是一家致力于氢能与燃料电池研发与产业化的高新技术企业,依托同济大学和中国工程院资源平台,公司建立了由院士领衔的国内顶尖研发团队,在技术创新、产品开发、工程服务等方面拥有先发优势。把握新能源汽车行业发展机遇,公司围绕“制氢”和“用氢”产业环节,在燃料电池系统、关键零部件和制氢设备深入布局,面向能源、工业、交通等领域提供多种不同的产品组合和解决方案。得益于国家的支持和引导,当前,我国已初步掌握了燃料电池产业链和氢能基础设施的核心技术,实现了千辆级动力系统与整车的应用能力。“当然,这并不意味着燃料电池汽车发展能一蹴而就,受制于成本、技术、场景、基础设施等因素影响,燃料电池汽车商业推广之路任重道远。在未来车用能源中,传统燃油、氢燃料与电力将在很长时间内并存互补,共同支撑汽车产业发展。”谢佳平说,政策风向标是新能源产业蓬勃发展的重要因素,新能源汽车“补贴退坡”后,会倒逼燃料电池汽车具备传统油车续航能力长、能源补给便利、动力强劲等优势。谢佳平认为,燃料电池汽车行业要实现成熟的商业化,需要多方合力:从产品的角度,需要在稳定可靠性、经济性、车辆的轻量化以及使用空间等方面不断优化和提升;从能源补给的角度,加氢的便利性问题需要得到充分地解决;尤其重要的是,在示范推广前期,需要找到合适的应用场景。不过,在未来,随着燃料电池汽车应用的规模化,技术的进步和全产业链的健康发展,必将不断推进商业化进程。“一纵一横”,探索应用场景海卓科技团队在20年的行业研发中,始终抓牢科技创新“牛鼻子”,加大研发投入和自主创新,攻坚行业技术难题。公司在推进燃料电池汽车商业化的探索,可以总结为“一纵一横”。在纵向上,公司建立了正向自主的燃料电池开发体系,不断提高自主化程度,实现了电堆的自主化,拥有从MEA制备工艺、从双极板正向设计到电堆集成完全自主的核心技术和知识产权,申请了近百项专利技术。谢佳平介绍,公司已量产3个燃料电池发动机平台,能够满足乘用车以及大中小型商用车的车型需求,并逐步拓展到船舶、工程车辆等方面,按规划,在未来3年内,公司燃料电池系统产品功率将覆盖60kW-200kW,电堆功率覆盖80-300KW。燃料电池汽车一头连着制造业,一头连着应用端,行业前期推广需要找到合适的应用场景。横向方面,海卓科技建立“场景+产品+商业模式”的组合形式,对氢能技术产品的开发和应用做了深入探索。谢佳平认为,有着大载重、长续航、高效率需求的中重卡面临节能减排的压力,是氢燃料电池商业应用的突破口,另外,在固定线路行驶且车辆集中的公交和客车,商业化应用可行性强。目前公司在全国多地配套了500多辆燃料电池重卡,覆盖市政渣土、城市物流、矿卡短倒、冷链物流、电商物流、港口倒短等各个场景。氢气是目前燃料电池汽车推广应用的短板,谢佳平介绍到,公司目前已布局制氢相关业务,提供电解槽标准化产品以及提供制氢加氢一体化解决方案。助力解决产业链短板问题,加速燃料电池汽车的商业化进程。(大众报业•大众日报客户端记者 张晓帆 报道)
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