中國儲能網(wǎng)訊：陳忠偉指出，電化學能源在工程應用上的主要挑戰(zhàn)，體現(xiàn)在批量制備工藝存在局限，能量管理復雜，電源系統(tǒng)可靠性低，一致性差、成本高。
8月24日，由深圳市發(fā)展和改革委員會指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會與南方科技大學碳中和能源研究院聯(lián)合主辦，100余家機構共同支持的碳中和能源高峰論壇暨第四屆中國國際新型儲能技術及工程應用大會與新型儲能技術青年科學家論壇在深圳召開。此次大會主題是“開拓新質生產力，推動儲能產業(yè)高質量發(fā)展”。
大會開幕式上，加拿大皇家科學院院士、加拿大工程院院士、中國科學院大連化物所能源催化轉化全國重點實驗室主任陳忠偉以《下一代高能量密度電源》為主題作了報告，分享了他在電化學能源材料、低溫電池和氫混動力等方面的研究成果。
加拿大皇家科學院院士、加拿大工程院院士、中國科學院大連化物所能源催化轉化全國重點實驗室主任陳忠偉
陳忠偉指出，電化學能源存儲和轉化的核心技術問題是要完善“材料-電極-器件”全鏈條的系統(tǒng)化研究模式，實現(xiàn)降本增效。在工程應用上的挑戰(zhàn)體現(xiàn)在批量制備工藝存在局限，能量管理復雜，電源系統(tǒng)可靠性低，一致性差、成本高。
對于如何實現(xiàn)“雙碳”目標，陳忠偉認為，目前中國能源體系還是以化石燃料為主，而氫能可以在能源的生產中替代碳，比如在高能耗工業(yè)里，把氫能高效利用起來，通過氫能、儲能來進一步替代傳統(tǒng)的天然氣、煤炭、石油等化石燃料。在整個背景下，實行碳跟氫的平衡，從而實現(xiàn)“雙碳”目標。
針對鋰離子電池面臨的挑戰(zhàn)，陳忠偉認為工作溫區(qū)有待拓寬，安全性有待提升，能量密度有待提高。在低溫電池技術瓶頸方面，陳忠偉認為低溫下鋰離子傳輸受限，低溫下脫溶劑化困難，電解液和電極界面是影響電池低溫性能的決定性因素。
陳忠偉表示，其團隊研發(fā)的低溫電池能量密度可達260 Wh/kg，循環(huán)壽命500次，-40°C放電容量達95%，-60°C容量放電容量達80%，性能好，工作溫域寬、安全性強，可滿足新能源汽車、高原、深海、極地科考、航空航天、特種裝備等極端環(huán)境的應用需求。對標國際，在能量密度、循環(huán)壽命、放電溫寬等方面處于世界領先水平。
針對低溫電池市場前景，陳忠偉認為2024年低溫電池出貨量預計達到10 GWh，全產業(yè)鏈產值超過500億。
對于氫混動力，陳忠偉介紹說，氫混動力是最近兩三年團隊非常重要的目標。氫混動力為什么非常關鍵？因為未來的飛行器特別是飛行汽車，最核心的第一個障礙就是動力。低空經濟，動力先行，還有智能駕駛、試航安全的問題。我們開發(fā)的目標是希望通過氫混動力能夠達到未來的低空飛行器續(xù)航超過600公里以上，這樣就能夠滿足整個市場應用的需求。
會議現(xiàn)場
陳忠偉表示，氫燃料電池重要，鋰電也非常關鍵，所以要把它們相互的優(yōu)點發(fā)揮出來，缺點彌補掉。這樣氫混動力就可以滿足續(xù)航時間長、動態(tài)響應好、電池壽命長、低溫適應性好的特點，相信這將是未來新能源產業(yè)非常關鍵的一環(huán)。團隊的目標是把超低溫、高倍率、高比能的鋰電跟燃料電池進行結合，核心動力電源的目標是實現(xiàn)寬溫域工作，零下40-60度，目前，團隊已經實現(xiàn)了10kW單模塊，今年年底計劃完成120kW集成，明年實現(xiàn)240kW系統(tǒng)集成。
對于未來趨勢，陳忠偉表示，儲能肯定大有可為，未來電化學能源的開發(fā)肯定是多學科交叉、跨尺度、多元化以及結合人工智能，從材料端到電池端的設計，還有電池的管理，人工智能都是非常關鍵的，結合人工智能和其他新技術，我相信電化學儲能不光成本會進一步下降，能量密度會提高，安全性會進一步提高，肯定能夠滿足未來的應用需求。
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