過去一年雖步履艱難,但技術突破與科學家的努力并未止步,我們依然在各個熱門賽道裡看到了令人振奮的關鍵性突破和進展。
2023 年初," 未來光錐 " 對話了 12 位著名的産業科學家,請他們總結了他們所在領域去年發生的重要技術突破,并請他們展望今年最值得關注的技術路線。令人欣喜的是,科學家們比以往更加務實和樂觀,對未來我們依然滿懷希望。
崔屹
美國國家科學院院士
斯坦福大學教授
2022 年,「電池」領域技術上發生的最大突破
新型氟代電解液溶劑,實現 99.9% 的锂金屬電池庫倫效率;
熱調控(Thermal modulation)實現高能量密度锂離子動力電池(265 Wh/kg)的十分鐘極速快充,2000 次以上循環壽命;
真實電解液環境下電池固 - 液界面的高分辨解析;
370 Wh/kg 的納米矽基電池實現 6 分鐘的 0 — 80%SOC 極速充電;
電池裡死锂的激活。
2023 年,「電池」領域産業上最被看好的路線
兼顧能量密度、安全性、循環壽命的複合集流體技術成為電池能量密度提高的最佳解決方案之一,有望 2023 年實現商業化;
寬工作溫度、30 年無需維護的低成本鎳 - 氫氣二次儲能電池;
高比能锂硫電池在無人裝置中的應用初步實現;
電池回收技術 / 梯次利用 / 電化學海水提锂等;
電池的智能化和雲端大數據管理。
黃學傑
中科院物理所研究員
松山湖材料實驗室副主任
2022 年,「動力電池結構」領域技術上發生的最大突破
甯德時代主推 CTP 麒麟電池,設計多功能彈性夾層、底部空間共享方案,采取全球首創電芯大面冷卻技術;
長城汽車大禹電池具備熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻,保障電池不起火、不爆炸;
中航锂電 one-stop 電池,核心技術創新為一體化電連接技術,基于 " 高度集成與極簡化 " 的産品設計與制造,實現産品對 " 高比能、高安全、高可靠、低成本 " 的要求 - 上汽集團核心産品為魔方電池,通過平躺電芯實現超高集成度、超長壽命、零熱失控安全防護。
全極耳大圓柱電池一定規模車用;
尖晶石鎳錳酸锂電池和性能不低于現有産生的半固态電池實現裝車應用。
李泓
電池生産公司衛藍新能源首席科學家
采用新锂鹽,壽命到達 100 年的锂離子電池被證明可行;
成功開發可逆容量高達 2000mAh/g 的納米矽碳負極材料;
植入到電池中的傳感器實現了初步驗證。
距離産業化更近的突破:
能量密度達到 360Wh/kg 的混合固液電解質動力電池進入量産階段;
能量密度 200Wh/kg 的鈉離子電池被研制出來。
基于氧化物與聚合物複合電解質的固态锂離子動力和儲能電池進入商業化應用;
固态鈉離子電池和電容将開發成功;
幹法電極、高精度預锂化技術、固态化技術和裝備将開發成功;
基于新锂鹽的耐高溫高安全電池,高體積能量密度支持 3C 快充的消費電子類電池将被開發成功。
王朝陽
美國發明家科學院院士
賓夕法尼亞州立大學教授
融鹽電解液電池,成本隻有現有锂電池的十分之一。
本征安全的锂電池,從此告别電動汽車和儲能系統的安全隐患。
韓敏芳
清華大學能源動力系教授
SOFC 發電技術研發公司華清能源首席科學家
2022 年,「固體氧化物電池(SOC)」領域技術上發生的最大突破
固體氧化物燃料電池(SOFC)分布式供能領域,我們建成高性能電池、連接體塗層、高可靠密封組件等生産線,完成高性能電堆組裝産線;實現我國首套商業化、全自主知識産權 25kW 固體氧化物燃料電池熱電聯供系統産品下線,突破了國際技術與産品封鎖,解決了多項該領域 " 卡脖子 " 技術難題;實現了我國自主知識産權的固體氧化物燃料電池從粉末到産品各關鍵環節全産業鍊布局;
在固體氧化物電解池(SOEC)電解制氫領域,完成基于高溫固體氧化物電解水制氫關鍵技術及共電解 CO2 技術,通過高溫電解水 ( 和二氧化碳 ) ,将電能轉化為化學能,高效穩定儲能(電解效率 >80%),突破 SOEC 單電池、電堆技術、電解系統設計及生産集成工藝,實現 3.1kWh/ 标方氫氣制氫低能耗。
2023 年,「固體氧化物電池(SOC)」領域産業上最被看好的路線
在固體氧化物燃料電池(SOFC)分布式供能領域,25kW 固體氧化物燃料電池熱電聯供系統系列産品,可兼容氫氣、天然氣、工業副産氫氣、甲醇等多種燃料,首先可利用工業副産氫進行發電供熱,構建工業園區綠色供能微網,滿足工業園區能源供給側改革需求;
在固體氧化物電解池(SOEC)電解制氫領域,可與大型風電、太陽能發電場等可再生能源耦合,實現大規模、跨季節儲能利用,并與燃料電池分布式發電技術結合,構建多元化新型儲能用能體系。
合成生物學、新材料、農業科技、商業航天、人工智能等領域
即将發布,敬請關注
未來光錐策劃