2019年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的頒發(fā)引起了在儲(chǔ)能領(lǐng)域的科學(xué)家的極大的興趣。該獎(jiǎng)項(xiàng)由JohnB.Goodenough，M.StanleyWhittingham和AkiraYoshino共同獲得，以表彰他們?cè)陂_發(fā)對(duì)鋰離子電池生產(chǎn)必不可少的嵌入材料方面的開拓性工作。

2019年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

近年來，科學(xué)家們一直在開發(fā)新的鋰電池電極材料，穩(wěn)定的電解質(zhì)和隔板，以提高電池的壽命和蓄電量，以及開發(fā)固態(tài)蓄電池的動(dòng)力，以進(jìn)一步提高電池能量密度的上限并減少有毒成分材料的使用。早期鋰離子電池價(jià)格十分昂貴，基本上只有在高價(jià)值的通訊類電子產(chǎn)品中有所應(yīng)用(大哥大手提電話和傳呼機(jī))，時(shí)至今日鋰離子電池早已作為一種大眾消費(fèi)產(chǎn)品進(jìn)入千家萬戶。根據(jù)澎博財(cái)經(jīng)社報(bào)道，2010年鋰電池包的價(jià)格為8145元/kWh，在隨后近10年間，鋰離子動(dòng)力電池的成本以平均18%幅度逐年下降。到2019年12月，最新統(tǒng)計(jì)價(jià)格已經(jīng)下降到了1106元/kWh，降幅高達(dá)86%，而價(jià)格大幅下降也從另外一個(gè)方面反映出鋰電池技術(shù)所取得的巨大進(jìn)步。

鋰離子電池價(jià)格歷史趨勢變化

在3C電子產(chǎn)品領(lǐng)域鋰離子電池幾乎占據(jù)了全面市場，而在電動(dòng)車交通工具方面，鋰離子電池主導(dǎo)的動(dòng)力電池市場不斷擴(kuò)大，未來隨著鋰離子電池成本持續(xù)下降和性能的不斷提高，電動(dòng)汽車的性價(jià)比有望在2024年超越燃油汽車，從而實(shí)現(xiàn)汽車的全面電動(dòng)化。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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近些年開始有了在電動(dòng)飛機(jī)方面的初步嘗試，但是由于飛機(jī)這種特種交通工具對(duì)自重要求極高，因此目前的鋰電池能量密度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足商用客機(jī)的要求，初步估算，動(dòng)力電池重量能量密度需要至少在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上再提高一倍(>600Wh/kg)。因此交通工具的全面電動(dòng)化無疑在未來將是鋰離子電池的巨大機(jī)遇，與此同時(shí)也是鋰離子電池的巨大挑戰(zhàn)，如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上保持其他性能不降低的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量密度的大幅提高將是未來決定鋰離子電池在動(dòng)力電池領(lǐng)域發(fā)展的決定性關(guān)鍵因素。

全球首架全電動(dòng)飛機(jī)首飛成功

鋰離子電池除了在電動(dòng)交通工具方面具有廣闊的前景外，其未來大規(guī)模儲(chǔ)能方面也存在巨大的應(yīng)用潛力。可再生能源中主要依托的風(fēng)能和太陽能屬于間歇式能源，需要高比例的儲(chǔ)能裝置與之搭配使用。從目前看未來，鋰離子電池在調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率和調(diào)峰方面也將起到重要作用，逐步降低我國對(duì)火力發(fā)電的依賴；此外，鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)在用戶側(cè)儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)更好的供需平衡調(diào)節(jié)。預(yù)計(jì)未來15年將會(huì)在規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域孕育出一個(gè)100GWh級(jí)的鋰離子電池市場。屆時(shí)借助先進(jìn)的5G技術(shù)、人工智能和大數(shù)據(jù)以及區(qū)塊鏈技術(shù)在能源方面的促進(jìn)作用，我國將初步形成先進(jìn)的智能電網(wǎng)，電動(dòng)車將逐步從現(xiàn)有的無序充電到有序充電再到智能充電V2G，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車與規(guī)模儲(chǔ)能高效互動(dòng)互補(bǔ)的新型能源供給模式。如何開發(fā)出下一代安全、高能量密度和長壽命的低成本大規(guī)模儲(chǔ)能電池將是決定鋰離子電池在相關(guān)動(dòng)力電池和儲(chǔ)能市場成功與否的關(guān)鍵。

目前商用化的鋰離子電池由于采用了可燃的有機(jī)物作為液體電解質(zhì)，其在電池濫用及發(fā)生事故導(dǎo)致熱失控的情況下存在重大安全隱患。采用固態(tài)電解質(zhì)替代有機(jī)可燃液體電解質(zhì)是未來鋰離子電池發(fā)展的一個(gè)主流趨勢，但如何解決固態(tài)替換液態(tài)電解質(zhì)所帶來的一系列科學(xué)和技術(shù)問題，仍是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。