每周科技串講丨高壽又可靠，鋰電池未來(lái)可期

近年來(lái)，伴隨著電動(dòng)汽車的興起，以及可再生能源發(fā)電對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能裝置的迫切需求，開發(fā)安全、大容量、大功率和長(zhǎng)壽命的鋰離子電池成為科研重點(diǎn)。

鋰離子電池是現(xiàn)有綜合性能最好的二次電池體系，具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、環(huán)境友好等特點(diǎn)，是一種綠色高能電池，已廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備，并逐步向電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池和大型儲(chǔ)能電池領(lǐng)域拓展。

鋰離子電池的電化學(xué)性能與電極材料的結(jié)構(gòu)和性能密切相關(guān)。電極材料的選擇很大程度上決定了電池的性能優(yōu)劣。哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院杜春雨教授牽頭的“高可靠長(zhǎng)壽命鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目獲2020年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目面向國(guó)家重大需求，從電極材料多尺度調(diào)控、電池結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)、制造工藝全流程構(gòu)建3個(gè)層次著手，開展了系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究與原始技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)一系列核心技術(shù)突破，構(gòu)建了包括前驅(qū)體合成、材料制備及改性技術(shù)的正極材料體系和生產(chǎn)工藝，發(fā)明了電池一體化協(xié)同導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)及密封技術(shù)，解決了鋰離子電池壽命與可靠性提升的關(guān)鍵技術(shù)難題。

雙碳目標(biāo)下，人們對(duì)清潔能源、可再生能源需求不斷加深。然而太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等可再生能需要被轉(zhuǎn)化為電能等二次能源才能被加以利用，因此產(chǎn)生了儲(chǔ)能的科學(xué)問題?？茖W(xué)家普遍認(rèn)為，儲(chǔ)能技術(shù)以及長(zhǎng)壽命鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展是解決自然的可再生能源和電力需求在時(shí)空分布不匹配的現(xiàn)實(shí)問題的殺手锏。

“高可靠長(zhǎng)壽命鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目成功應(yīng)用于國(guó)家通訊、導(dǎo)航等航天工程，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)空間鋰離子電池的突破和應(yīng)用，并大規(guī)模用于通訊基站、智能手機(jī)、平板電腦、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域，推動(dòng)了鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步。

文：科技導(dǎo)報(bào)社副編審、清華大學(xué)博士 祝葉華

審稿專家：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)電與信息工程學(xué)院副教授 葛奔

中國(guó)科協(xié)科普部

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