2020-2025年中国清洁燃料行业深度调研及投资前景预测研究报告
中美科学家研制可快速充电的锂离子电池材料。近期，中国科学技术大学季恒星教授研究组与美国加州大学洛杉矶分校、中国科学院化学研究所等机构合作，研制出一种新型黑磷复合材料，充电9分钟即可恢复约80%的电量，使兼具快速充电、高电荷容量、长寿命优点的锂离子电池成为可能。10月9日，国际权威学术期刊《科学》发表了这项成果。
根据中研普华研究报告《2020-2025年锂离子电池市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》分析：
黑磷是白磷的同素异形体，特殊的层状结构赋予它很强的离子传导能力和理论上很高的电荷容量，是极具潜力的“快充”电极材料。然而，黑磷容易从层状结构的边缘开始发生结构破坏，实测性能远低于理论预期。近期，季恒星团队采用“界面工程”策略将黑磷和石墨通过磷碳共价键连接在一起，在稳定材料结构的同时，提升了黑磷石墨复合材料内部对锂离子的传导能力。
但是，电极材料在工作过程中会被电解液分解的化学物质所包裹，部分物质阻碍锂离子进入电极材料，如同玻璃表面的灰尘阻碍光线穿透。联合研究团队用轻薄的聚合物凝胶做成防尘外衣，“穿”在黑磷石墨复合材料的表面，使锂离子可以顺利进入。
“我们采用常规的工艺路线和技术参数，将黑磷复合材料做成电极片。实验室测量结果表明，电极片充电9分钟即可恢复约80%的电量，2000次循环后仍可保持90%的电荷容量。”中科院化学所研究员辛森介绍，如果能够实现这款材料的大规模生产，找到匹配的正极材料及其他辅助材料，并针对电芯结构、热管理和析锂防护等进行优化设计，将有望获得能量密度达每千克350瓦时并具备快速充电能力的锂离子电池。
据了解，具备每千克350瓦时能量密度的锂离子电池，能使电动汽车的行驶里程接近1000公里。结合快速充电能力，将使电动汽车的用户体验大幅提升。
“我们希望能发现一款既能在综合性能指标方面给行业以期待，又能适应工业化电池生产流程的电极材料。”季恒星教授说，他的团队将进一步深入认识这款新材料的微观结构、理化性质和电化学反应过程等基础科学问题，了解产业界对电池材料的性能需求，推进新材料在电动汽车、消费电子等行业的应用发展。
锂离子电池产业发展
工信部在对十三届全国人大三次会议第4937号建议的答复中表示，工信部高度重视锂离子电池产业发展，下一步将积极会同有关部门坚持综合施策，继续组织实施《锂离子电池行业规范条件》，引导产业合理布局和资源整合，避免低水平重复建设和恶意竞争，加快推动锂离子电池产业健康发展。
研究机构最新分析显示，随着越来越多的可再生能源出现，如太阳能和风能，今后三年内，锂离子电池的平均成本将跌破100美元/千瓦时;预计未来锂离子电池的平均成本将进一步下降，到2030年降至73 $/kWh。
2012-2020年，锂离子电池的平均成本已经下降了82%。在电动运输和电网储能方面，要提高电池竞争力，并促进其广泛利用，关键是进一步降低成本。研究机构表示，到2023年，电池的成本将下降86%(十年周期)，共下降580$/kWh。
促进规模经济发展 有助于削减成本
研究机构预计，未来十年，通过扩大产能实现规模效应，将成为电池成本下降的最重要因素。另外，提高生产效率，采用成本较低的正极材料，以及提高能量密度，也有望起到一定的作用。
三种主流锂离子电池分别是镍锰钴(NMC)、镍钴铝(NCA)和磷酸铁(LFP)电池，今年LFP电池已经跌破100美元/千瓦时的门槛。预计到2024年，这三种电池的价格都将低于100美元。LFP将在未来十年内保持最低成本;然而，NMC和NCA电池将在汽车和运输部门继续占据主导地位，因为它们的能量密度更高。
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2020-2025年中国清洁燃料行业深度调研及投资前景预测研究报告
