全气候电池对电动汽车产业有什么样的作用？

北京理工大学等科研团队宣布全气候电池产品研发成功。此外，低温环境下整车系统集成及控制等关键技术也获得突破，全球首批全气候电动汽车将于2017年12月底发布，预计2020年完成4种车型共11辆产品样车的开发，并开始示范运行。北京市科学技术委员会副主任张继红接受采访时表示，将进一步整合相关技术，不管是低温电池技术，还是无人驾驶技术，在2022年冬奥会期间能够得到一个完整的、全面的呈现。

当气温从25℃下降到-20℃，汽车动力电池所能释放的电量会降低30%，充电时间也会相应增加。因此，在低温环境下，电动汽车运行通常会出现充电困难、续航里程大幅缩水的问题。而我国北方地区，如内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁等地，冬季温度经常在-20℃以下，是北方推行新能源汽车的障碍。

工信部发布7月汽车工业经济运行情况显示，7月份，我国汽车销量同比增长6.2%，新能源汽车销量同比增长55.2%。2017年1-7月，新能源汽车产销分别完成27.2万辆和25.1万辆，同比分别增长26.2%和21.5%。对于2017年新能源汽车市场发展走势，中汽协预测：将会继续保持快速增长，预计市场销量在80万辆左右。

6月13日，工信部就《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法（征求意见稿）》向社会公开征求意见，2018年度至2020年度，乘用车企业的新能源汽车积分比例要求分别为8%、10%、12%。中汽协根据2016年新能源汽车销量计算估算，新能源乘用车积分行业平均水平约为3%，《意见稿》指出在2018年大幅提升至8%的水平，如果该管理办法获得通过，或将大大提升我国新能源汽车的生产规模，刺激新能源汽车产业链的需求。而本次北京理工大学全气候电池产品研发成功对于电动汽车产业的发展具有重要作用，推动北方地区的推广应用。

我们前期分析曾指出，三元动力电池在新版《汽车动力电池行业规范条件》以及新能源专用车放量增长的影响下，有相当大的发展空间。建议关注三元电池产业链龙头：国轩高科、亿纬锂能、坚瑞沃能以及当升科技等。

 

可逆锌空气电池具有价格低廉、环境友好和能量密度高（1084Whkg-1）等优势，在便携式交通工具和能量储存器件应用方面潜力巨大。该电池的核心组分是驱动氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，但存在动力学缓慢及循环稳定性差等问题。因此，发展廉价、高效的双功能催化剂，对于推动可逆锌空气电池的实际应用具有重要意义。

氮化物，如Ni3FeN等，因其独特的电子结构和半金属特性，在电催化氧气还原反应(OER)中，表现出优异的性能。但将Ni3FeN应用于可逆锌空气电池中，面临两个问题：一是氮化物的ORR活性低；二是氮化物的在合成过程（氨气气氛煅烧）中易团聚，难以得到更小尺寸、更多活性位暴露的氮化物，阻碍其OER性能的进一步提升。

近日，中国科学院理化技术研究所超分子光化学研究团队研究员张铁锐课题组采用“一石二鸟”的策略，通过引入钴氮共掺杂碳载体(Co,N-CNF)，有效减轻Ni3FeN在高温合成过程中的团聚问题，从而缩小其尺寸至14nm；同时Co,N-CNF本身具备优良的ORR性能。因此，Ni3FeN/Co,N-CNF复合物的OER性能明显优于贵金属IrO2，ORR性能超过商业化Pt/C，该双功能催化剂可实际应用于可逆锌空气电池，并在高电流密度(50mAcm-2)下长时间稳定工作。该策略为设计和合成多功能催化剂提供了新思路，可广泛应用于金属空气电池、可充放电式燃料电池、全分解水以及其他能源领域。

研究结果以3DCarbonNanoframeScaffold-immobilizedNi3FeNNanoparticleElectrocatalystsforRechargeableZinc-AirBatteries’Cathodes为题发表在NanoEnergy上。

研究工作得到科技部国家重点基础研究计划、国家自然科学基金委优秀青年科学基金项目、国家“万人计划”-青年拔尖人才支持计划、中科院战略性先导科技专项（B类）等的支持。