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記者上周從陜煤研究院西安分公司獲悉，該公司自主研發(fā)的“超寬溫域-超高倍率電芯技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目近日在西安通過了中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)組織的科技成果鑒定。鑒定委員會(huì)認(rèn)為這項(xiàng)成果在超寬溫域、超高倍率技術(shù)方面處于國際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)了-60℃持續(xù)放電、-20℃持續(xù)充電、55C超大倍率放電等性能。這意味著磷酸鐵鋰電池在超低溫特殊環(huán)境下存在的高倍率充放電技術(shù)難題迎刃而解。
陜煤研究院西安分公司副總經(jīng)理、特種電池項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人邵樂介紹，他們針對磷酸鐵鋰電池大倍率條件下溫升高、循環(huán)差等技術(shù)難題，自主研究材料動(dòng)力學(xué)增強(qiáng)技術(shù)，解決原材料本征倍率、低溫性能問題。以此為基礎(chǔ)，開展電化學(xué)體系匹配性研究與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開發(fā)快導(dǎo)流結(jié)構(gòu)及快冷化成工藝，實(shí)現(xiàn)倍率和低溫性能綜合提升。同時(shí)開發(fā)高比表分散工藝、低缺陷電極制造工藝體系，解決實(shí)際生產(chǎn)制造瓶頸，提升生產(chǎn)效率及質(zhì)量，確保產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
據(jù)了解，2013年以來，陜煤研究院特種電池項(xiàng)目部瞄準(zhǔn)新興細(xì)分市場和高端領(lǐng)域，針對磷酸鐵鋰電池低溫及大倍率充放電應(yīng)用痛點(diǎn)，堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，深入系統(tǒng)研究鋰電池全生命周期關(guān)鍵材料、工藝技術(shù)、結(jié)構(gòu)性能等，通過電池正負(fù)極材料改性處理、新工藝體系開發(fā)、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)超低溫、超高倍率放電性能，形成多項(xiàng)核心技術(shù)，自主開發(fā)建立了電池體系大數(shù)據(jù)庫，獲授權(quán)專利23項(xiàng)，并走出了一條從基礎(chǔ)研究、中試到科技成果產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新之路。
2018年5月，陜煤研究院位于西安航天基地的0.2吉瓦時(shí)（GWh）/年特種電池工業(yè)化試驗(yàn)項(xiàng)目生產(chǎn)線建成投運(yùn)，目前已量產(chǎn)3大系列9款低溫、高倍率電芯產(chǎn)品，這些鋰電池可應(yīng)用于新基建儲(chǔ)能、大數(shù)據(jù)中心UPS、電網(wǎng)調(diào)頻、高功率車載電源、特種民用及軍用等領(lǐng)域，完全滿足超低溫和超高倍率充放電使用要求。
為進(jìn)一步在儲(chǔ)能領(lǐng)域加快市場推廣，陜煤研究院2020年與多家國內(nèi)外頭部企業(yè)合作，在美國、歐洲、日本等多個(gè)國家開展項(xiàng)目應(yīng)用，截至今年6月底累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入2.5億元。目前，陜煤研究院“十四五”規(guī)劃的3.5吉瓦時(shí)先進(jìn)儲(chǔ)能動(dòng)力電池工程已啟動(dòng)，其中一期工程1.5吉瓦時(shí)示范項(xiàng)目預(yù)計(jì)年底建成。
據(jù)悉，鋰離子電池具有能量密度高、輸出功率密度大、循環(huán)壽命長、自放電率低、溫度適應(yīng)范圍等優(yōu)點(diǎn)，在動(dòng)力儲(chǔ)能、國防軍事、航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，也正在逐步取代鎳氫、鉛酸電池實(shí)現(xiàn)迭代升級。其中，磷酸鐵鋰電池具有極高的安全性能，在交通運(yùn)輸和大規(guī)模儲(chǔ)能方面應(yīng)用越來越廣泛。但同時(shí)也帶來了新的挑戰(zhàn)，磷酸鐵鋰電池的寬溫域性能和倍率性能亟待進(jìn)一步提升。低溫條件下電池的電化學(xué)性能嚴(yán)重惡化，存在明顯的能量和功率損失、充電困難、壽命降低等問題，不僅充放電困難，而且在冰點(diǎn)至-10℃低溫環(huán)境中充電時(shí)存在安全隱患，成為鋰電池應(yīng)用面臨的最大挑戰(zhàn)之一。中國屬高緯度國家，冬季氣溫在-20℃以下的地區(qū)占國土總面積的38%左右。（李軍）
