锂浆料电池中试产品
锂浆料电池(Lithium slurry battery)的技术名称由中科院电工所陈永翀技术团队在2015年发明专利中第一次正式提出,该技术形态脱胎于更早的“锂离子液流电池”。与传统锂离子电池的固定粘结薄膜电极不同(厚度一般在60～150微米),锂浆料电池的全部或部分电极由浆料态的储锂活性物质、导电剂和电解液构成,具有超厚电极的特征(0.5～10毫米)。另外,创新的浆料电极结构也非常有利于电池的维护再生和回收再生。据估计,锂浆料电池制造成本比普通锂离子电池约低1/3,未来规模生产后有望突破度电成本0.4元/kWh,适用于低速电动车、家庭储能、基站储能或其它4小时以上的长时储能场景。
锂浆料电池测试模组
2016年开始,中科院电工所技术团队获得了北京市科委前沿技术研发项目的支持,在电极浆料、复合隔离层、电池反应器和电池回收再生等方面开展了前期研究,并与北京好风光储能技术有限公司合作,完成了1400平米中试基地的建设和一代中试样品从零到一的突破,申请专利92项,获授权35项,相关专利数量世界第一,核心专利获得美国授权,在国际上形成了具有自主知识产权的技术路线。
锂浆料电池项目评审会现场
近期,北京市科委组织专家对中科院电工研究所承担的锂浆料电池项目进行了验收。验收专家组成员由来自高校院所和行业协会的5位知名专家组成。北京市科委项目主管领导、中科院电工所领导以及项目组技术骨干等20余人参加了会议。
锂浆料电池光储示范应用
专家组对课题取得的研究成果给予了充分肯定和高度评价:“课题开展了锂浆料电池关键技术的攻关研发,研究了高比容浆料复合制备技术,形成了较为系统的电极浆料参数评价体系和测试平台;开发了基于集流内阻解耦创新结构的超厚浆料电极和电池模块制备技术,电池安全性通过了第三方测试;设计并搭建了电池液流循环与驱动控制系统,实现了电池的换液再生功能。课题建立了完整的电池中试基地和中试研究线(1MWh/年),所研制的电池模组在太阳能路灯储能系统和低速电动车动力系统中开展了测试应用;课题开发了安全易回收的储能电池技术新方向,在容量型长时储能领域有重要应用前景。”
专家组一致认为课题承担单位超额完成了任务书所规定的研究内容和考核指标,同意该课题通过验收。北京市科委领导充分肯定了技术团队取得的重要进展,认为课题成果远远超出了最初立项的预期效果,希望技术团队在后续产业化进程中取得丰硕成果。
目前,中科院电工所技术团队正在研发二代中试样品和MVP产品,预计2020年可以实现小批量生产。据悉,国内外有二十余个研发机构正在开展该方向的并行研究或跟踪研究。随着研发力量的投入和技术进步,锂浆料电池有望开创低成本、高安全、易回收的绿色储能技术新方向。