「第13次5カ年計画」期間中、中国の新エネルギー車の生産・販売は急速に成長し、5年連続で世界第1位となった。新エネルギー車の台数は今年末までに５００万台を超えると予想されている。同時に、新エネルギー電池の中核技術では中国から朗報が続いている。中国のリチウム電池産業の最初の人物である80歳の陳立泉氏は、チームを率いて新しい電池材料を開発した。
従来のリチウム電池の5倍の容量を持つ新型ナノシリコンリチウム電池を発売
中国工程院の院士、陳立泉氏（80）は、中国のリチウム電池産業の創始者である。1980 年代、陳立泉氏と彼のチームは中国で固体電解質とリチウム二次電池の研究を主導しました。1996年に中国で初めてリチウムイオン電池を開発する科学研究チームを率い、国産リチウムイオン電池の大量生産における科学技術工学的問題の解決を主導し、工業化を実現した。国産のリチウムイオン電池。
江蘇省麗陽では、学者の陳立泉氏の弟子である李紅氏がチームを率いて、20年以上の技術研究と量産を経て、2017年にリチウム電池の主要原料の画期的な進歩を達成した。
ナノシリコン負極材は同社が独自に開発した新素材。それから作られたボタン電池の容量は、従来の黒鉛リチウム電池の 5 倍です。
天母先導電池材料技術有限公司のゼネラルマネージャー、羅飛氏
シリコンは自然界に広く存在し、埋蔵量も豊富です。砂の主成分はシリカです。しかし、金属シリコンをシリコン負極材にするには特殊な加工が必要です。実験室でこのような処理を完了することは難しくありませんが、トンレベルのシリコン陽極材料を作成するには多くの技術的な研究と実験が必要です。
中国科学院物理研究所は1996年からナノシリコンの研究を行っており、2012年にシリコン負極材料の生産ラインの建設を開始した。最初の生産ラインが建設されたのは2017年になってからであり、継続的に調整されてきた。そして改訂されました。何千回もの失敗を経て、シリコン陽極材料が量産されました。現在、麗陽工場のリチウムイオン電池用シリコン負極材の年間生産量は2,000トンに達する可能性がある。
将来的にシリコン負極材料がリチウム電池のエネルギー密度を向上させるための良い選択肢であるならば、全固体電池技術は、リチウム電池の安全性やサイクル寿命などの現在の問題を解決する効果的な解決策として認識されています。現在、多くの国が全固体電池の開発を積極的に進めており、中国の全固体リチウム電池技術の研究開発も世界と歩調を合わせている。
漓陽市のこの工場では、李紅教授率いるチームが開発した全固体リチウム電池を使ったドローンの航続距離が、同じ仕様のドローンに比べて20％長いという。その秘密は、中国科学院物理研究所が開発した固体正極材料であるこの暗褐色の材料にあります。
2018 年に、300Wh/kg の固体電源バッテリー システムの設計と開発がここで完了しました。車両に装着すると航続距離を2倍に延ばすことができます。2019年、中国科学院は江蘇省麗陽に全固体電池のパイロット生産ラインを設立した。今年5月から家電製品への採用が始まった。
しかし、李紅氏は記者団に対し、これは完全な意味での全固体電池ではなく、液体リチウム電池技術を常に最適化した準固体電池であると語った。車の航続距離を伸ばしたいなら、携帯電話の待受時間を長くしたいなら、誰もそれができません。航空機がより高く、より遠くに飛ぶためには、より安全で大容量の全固体電池の開発が必要です。
新型電池が続々登場、「電動中国」建設中
中国科学院物理研究所だけでなく、多くの企業も新エネルギー電池の新技術や新素材を模索している。広東省珠海市にある新エネルギー会社では、純粋な電気バスが同社の充電デモンストレーションエリアで充電を行っている。
3分以上充電すると、残量は33%から60%以上に増加しました。わずか 8 分でバスはフル充電され、99% を示しました。
梁功氏は記者団に対し、市バスの路線は決まっており、往復の走行距離は１００キロを超えないと語った。バス運転手の休憩時間に充電することで、急速充電が可能なチタン酸リチウム電池の利点を最大限に発揮できます。さらに、チタン酸リチウム電池にはサイクル時間があります。長寿命のメリット。
同社の電池研究所には、2014年から充放電サイクル試験を続けているチタン酸リチウム電池があり、6年間で3万回以上充放電を繰り返した。
別の研究室では、技術者が記者らにチタン酸リチウム電池の落下、針刺し、切断試験を実演した。特に、鋼針がバッテリーに突き刺さった後も、発火や発煙は発生せず、バッテリーは引き続き正常に使用できました。、また、チタン酸リチウム電池の周囲温度の範囲も広いです。
チタン酸リチウム電池は長寿命、高い安全性、急速充電などの利点を持っていますが、エネルギー密度はリチウム電池の約半分であり、十分に高くありません。したがって、バス、特殊車両、エネルギー貯蔵発電所など、高いエネルギー密度を必要としないアプリケーション シナリオに重点を置いています。
エネルギー蓄電池の研究開発と産業化の面では、中国科学院物理研究所が開発したナトリウムイオン電池が実用化への道を歩み始めた。鉛蓄電池と比較して、ナトリウムイオン電池はサイズが小さいだけでなく、同じ蓄電容量でも重量がはるかに軽いです。同じ体積のナトリウムイオン電池の重量は、鉛蓄電池の重量の 30% 以下です。低速電気観光カーでは、同じ空間に蓄えられる電力量が60％増加する。
2011年、中国科学院物理研究所の研究員で、陳立泉院士にも師事した胡永生氏がチームを率い、ナトリウムイオン電池技術の研究開発に取り組み始めた。10年間の技術研究を経て、中国および世界のナトリウムイオン電池研究開発の最下層となるナトリウムイオン電池が開発された。製品応用分野は主導的な地位にあります。
ナトリウムイオン電池の最大の利点は、リチウムイオン電池と比較して、原材料が広く流通しており、安価であることです。負極材の原料は洗浄石炭です。トン当たりの価格は千元未満であり、黒鉛のトン当たり数万元の価格に比べてはるかに安い。もう一つの原料である炭酸ナトリウムも資源が豊富で安価です。
ナトリウムイオン電池は燃えにくく安全性が高く、マイナス40℃でも動作します。ただし、エネルギー密度はリチウム電池ほど良くありません。現在、それらは低速電気自動車、エネルギー貯蔵発電所、および低エネルギー密度を必要とするその他の分野でのみ使用できます。しかし、ナトリウムイオン電池はエネルギー貯蔵装置としての利用を目的としており、100キロワット時規模のエネルギー貯蔵発電所システムが開発されている。
中国工程院院士の陳立泉氏は、動力電池とエネルギー貯蔵電池の将来の開発方向について、安全性とコストが依然として動力電池とエネルギー貯蔵電池の技術研究の中核要件であると考えている。従来のエネルギーが不足する場合、エネルギー貯蔵電池は送電網での再生可能エネルギーの利用を促進し、電力消費のピークと谷間の矛盾を改善し、グリーンで持続可能なエネルギー構造を形成することができます。
【30分視察】新エネルギー開発の「課題」を克服する
中央政府の「第14次5カ年計画」の勧告では、新エネルギー・新エネルギー車に加え、新世代情報技術、バイオテクノロジー、ハイエンド機器、航空宇宙、海洋機器が必要な戦略的新興産業として挙げられている。加速されること。同時に、戦略的新興産業の成長エンジンを構築し、新技術、新製品、新業態、新モデルを育成する必要があるとの指摘があった。
番組では、科学研究機関と産業企業が、新エネルギー開発の「問題点」を克服するために、さまざまな技術的ルートを使用していることがわかりました。現在、我が国の新エネルギー産業の発展は一定の先行者利益を達成しているが、依然として発展上の欠点に直面しており、核心技術を克服する必要がある。これらは勇敢な人々が知恵を持って登り、粘り強く克服するのを待っています。
投稿日時: 2023 年 11 月 23 日