“我们一直盼着研制出廉价、耐用、安全、环保的移动电源,这样我们才能坐上自己的电动汽车。我们必须这样做 我们要为国家的能源安全、为北京大气质量改善做贡献。现在这个理想可以实现了。”在北京市科委日前组织的“锂离子电池正极材料锰酸锂的产业化技术开发”验收会上,北京市副市长范伯元说。
最迫切的任务
随着能源的日益紧缺和大气污染的加剧,开发实用、安全、清洁的移动电源,寻求相关的节能、环保解决方案——如发展新型电动汽车,成为当前各国的迫切任务。
10多年来发达国家一直致力于锂离子二次电池的研究开发,但目前仍面临诸多关键技术难题。与镍氢电池相比较,锂离子二次电池具有高电压和高能量密度等优越性。但现在锂离子二次电池正极材料是钴酸锂,钴稳定性差,容易分解产生气体放出热量,导致燃烧或爆炸,极大影响了电动汽车的产业化进程。
怎样才能合成出廉价的稳定安全的电池正极材料 我国专家想到了锰酸锂。锰酸锂电池具有镍氢和钴酸锂电池无法比拟的良好热稳定性,被公认为电动汽车最实用的电极材料。
我们别无选择
研制出锰酸锂材料对我国尤其重要。中国工程院院士、昆明理工大学教授、验收组组长戴永年说 我国是贫钴国家,进口钴原料1吨高达30万元;而我国拥有丰富的锰储量,约达1.4亿吨,国产的锰原料1吨才1万元。对我国来说,锰酸锂电池研制成功,不仅可以缓解石油紧张、减少环境污染,还可以改变钴原料依赖进口的困境。
我国锰酸锂材料的攻关持续了多年。“九五”期间,“先进电池及其材料产业”被列入重大科技专项。“十五”期间,“863”计划提出加强高能比、大容量、长寿命锂离子电池材料的研究。此后,锂电池及相关材料成为北京市“绿色奥运”重点支持的新兴产业之一。“锂离子电池正极材料锰酸锂的产业化技术开发”立项两年多来,项目实施单位奋力攻关,进展势如破竹 解决了国际上尖晶石结构锰酸锂合成工艺中的关键技术难题,攻克了锰酸锂循环充放电稳定性差的世界性技术难题,研制出了锂离子电池关键材料锰酸锂的合成新工艺,开发了大容量锰酸锂动力电池生产技术和生产装置,建成了年产200吨锰酸锂生产线并成功投产,建立了动力锂离子电池生产线并成功投产。
应用前景广阔
如今,这些锰酸锂材料在国内外一些企业批量使用或试用,项目实施单位为奥运电动车提供的100Ah大容量锰酸锂动力电池装车试验已运行了上万公里。
锰酸锂材料的成功合成,将为人们日常生活带来方便。戴永年介绍,目前我国电动自行车已发展到700多万辆,但使用的铅酸电池容量小、重量大,很不方便。而锰酸锂电池重量轻,容量大,可望取代镍镉、镍氢和铅酸电池,推动电动自行车产业大发展。锰酸锂电池的另一个重要应用是汽车行业。世界每年锂电池的市场容量有望达到几十亿美元。
专家估计,锰酸锂电池系统应用前景很广阔,将会被迅速应用到陆地、海洋以及太空等的移动电源、应急电源、不停电电源以及大规模的城市夜间电力储藏装置中,与风力发电和太阳能发电配套,将使未来的能源综合开发更加完美。
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