吳鋒：動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)要關(guān)注安全性、社會(huì)性、續(xù)航里程和綠色回收
圖為北京理工大學(xué)教授吳鋒發(fā)表演講
1月14日-15日，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇（2017）在北京釣魚(yú)臺(tái)國(guó)賓館召開(kāi)。北京理工大學(xué)教授吳鋒在會(huì)上發(fā)表演講。
以下為演講內(nèi)容：
今天電動(dòng)汽車(chē)已逐漸進(jìn)入了人們的生活。在北京和一些大城市街道上放眼望去，總能看到各式各樣的電動(dòng)汽車(chē)，不限號(hào)、搖號(hào)得率高已成為這些城市購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的誘惑之一。經(jīng)歷了幾起幾落，電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展。
國(guó)務(wù)院副總理馬凱同志對(duì)動(dòng)力電池有很高的評(píng)價(jià)。隨著新能源汽車(chē)的深入普及推廣，2015年開(kāi)始，動(dòng)力鋰離子電池的爆發(fā)性需求已延伸到上游鋰礦資源等企業(yè)。一些關(guān)鍵原材料價(jià)格倍增，動(dòng)力電池供不應(yīng)求，一時(shí)成為人們關(guān)注的話題，也不乏被人炒作，引起各界的躁動(dòng)。比如說(shuō)石墨烯電池，添加少量（不到1％）的石墨烯，在其中主要起增加電極的電子電導(dǎo)和導(dǎo)熱性，改善電池的倍率性能和高溫循環(huán)壽命，其實(shí)還是通過(guò)鋰離子的遷移來(lái)起作用，實(shí)際上還是鋰離子電池。
隨著人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的要求不斷提高，目前幾乎把所有的壓力和希望都放在了動(dòng)力電池上，一方面凸顯了電池的重要，另一方面一些產(chǎn)業(yè)化指標(biāo)也有待斟酌。動(dòng)力電池的一些項(xiàng)目里對(duì)銷(xiāo)售量也提出了要求，有些還應(yīng)該屬于市場(chǎng)行為。剛才我還在和瞿司長(zhǎng)說(shuō)，像要求一個(gè)企業(yè)要有80億瓦時(shí)的生產(chǎn)能力這個(gè)事就有待斟酌，因?yàn)樵谑逄岢龅碾姵刂笜?biāo)，可能需要一些顛覆性的技術(shù)和工藝，也會(huì)對(duì)設(shè)備提出新的要求和變化，因此馬上提出那么高的產(chǎn)能要求會(huì)有問(wèn)題，瞿司長(zhǎng)表示他們也正在研究這個(gè)問(wèn)題。
我記得在前幾年有一次在一個(gè)全國(guó)動(dòng)力電池的會(huì)議上，好多電池企業(yè)代表因?yàn)樘潛p都覺(jué)得很沮喪，我在報(bào)告最后為了提高大家的士氣，還引用了英國(guó)詩(shī)人雪萊的一句詩(shī)“冬天到了，春天還遠(yuǎn)嗎？”。從2015年開(kāi)始，中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量井噴式增長(zhǎng)，動(dòng)力電池也供不應(yīng)求。隨著需求的快速增加，動(dòng)力電池公司也開(kāi)始盈利，可是2016年騙補(bǔ)搞的沸沸揚(yáng)揚(yáng)，當(dāng)然騙補(bǔ)肯定是要罰的，但財(cái)政部暫停補(bǔ)貼的發(fā)放的時(shí)間太長(zhǎng)了，許多剛剛盈利的電池廠又變成了債主，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈也受到了影響。昨天財(cái)政部宋司長(zhǎng)說(shuō)“三個(gè)不變”，對(duì)新能源汽車(chē)和動(dòng)力電池企業(yè)來(lái)說(shuō)是個(gè)好事。關(guān)于動(dòng)力電池，我們最關(guān)心的一個(gè)是安全性、一個(gè)是壽命、一個(gè)是續(xù)航里程，還有環(huán)境適應(yīng)性。
我今天主要匯報(bào)我們的研究思路，我們團(tuán)隊(duì)有十多個(gè)單位，到現(xiàn)在15年了。2002年開(kāi)始，最早我們提出了“多電子反應(yīng)”理論，繼而從輕元素、多電子反應(yīng)入手，結(jié)合多離子效應(yīng)，構(gòu)建高比能二次電池新體系，也產(chǎn)生了重要的國(guó)際影響。根據(jù)電網(wǎng)和插電式混合動(dòng)力的要求，還發(fā)展了兼顧較高能量密度的高功率體系，也是我們“973”計(jì)劃的一個(gè)內(nèi)容。還有長(zhǎng)壽命、低成本、廢舊電池的回收利用等研究。剛才汽車(chē)企業(yè)的演講也特別提出了降低成本的重要性。2000年，我記得在電動(dòng)汽車(chē)“十五”規(guī)劃會(huì)上，當(dāng)時(shí)徐冠華部長(zhǎng)講話中就說(shuō)，他認(rèn)為動(dòng)力電池的關(guān)鍵就是安全和成本，到現(xiàn)在來(lái)看我們也覺(jué)得越來(lái)越重要。
近年來(lái)我們研發(fā)出了一系列硫基復(fù)合材料、硅基復(fù)合材料、氟化物等多電子反應(yīng)新材料，為進(jìn)一步構(gòu)建450~500瓦時(shí)/公斤的高能比電池示范體系提供了材料基礎(chǔ)。我們國(guó)家新型電池起步都是從材料入手的，在863計(jì)劃中，全固態(tài)鋰電池和鎳氫電池都是在1987年，分別從全固態(tài)電解質(zhì)材料和儲(chǔ)氫材料入手的，材料是非常重要的。我們還研制出長(zhǎng)壽命硫復(fù)合的正極材料，具有自組裝層結(jié)構(gòu)的硫復(fù)合正極材料和基于氧化鋅納米片導(dǎo)電插層的高性能鋰硫電池，兼具較高的能量密度和高功率電池，在300C充放條件下達(dá)到32千瓦/公斤的功率密度，同時(shí)可釋放出110瓦時(shí)/公斤的能量。能量密度接近鋰離子電池，相當(dāng)于磷酸鐵鋰，功率密度則與超級(jí)電容相當(dāng)。還有具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的富鋰錳基正極材料，硅負(fù)極柔性技術(shù)與長(zhǎng)壽命化，也是通過(guò)導(dǎo)電聚合物包覆實(shí)現(xiàn)。
關(guān)于安全性問(wèn)題，鋰離子電池和鎳氫電池、鉛酸電池的一個(gè)不同點(diǎn)是電解液是有機(jī)易燃的，對(duì)安全性有影響。我們研制出在4.8V的電解液中加入添加劑，可以提高電池的溫度使用范圍，使鋰離子電池在－40度~60度情況下使用。采用凝膠固態(tài)電解質(zhì)，也是我們向全固態(tài)電池的過(guò)渡。這種凝膠電解液也可以匹配多種電池體系。此外我們基于安全閾值的分析控制，建立了工況條件下電池組健康度的評(píng)價(jià)模型，根據(jù)測(cè)量參數(shù)實(shí)時(shí)對(duì)電池組進(jìn)行控制。
還有一個(gè)問(wèn)題就是能量信息化技術(shù)，就是消除能量產(chǎn)生和使用過(guò)程中不確定性的技術(shù)，使之變成一種與信息存儲(chǔ)和寬帶資源一樣的可計(jì)算量的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)資源。電池作為能量的存儲(chǔ)體，可以成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。能否將“瓦特”變?yōu)椤氨忍亍?，我覺(jué)得這個(gè)概念比較新，我們能夠通過(guò)屏蔽單體電池差異性系統(tǒng)級(jí)的技術(shù)，來(lái)解決電池系統(tǒng)的短板效應(yīng)，通過(guò)電池能量數(shù)字化和信息化處理，能夠屏蔽單體電池物理化的差異性，從而保證電池系統(tǒng)的安全性與循環(huán)壽命，能夠從根本上來(lái)保證電池系統(tǒng)的安全性。我們還進(jìn)行了電池的綠色回收和再生利用，采用綠色回收，避免了強(qiáng)酸回收當(dāng)中的二次污染。以前研究的是采用是蘋(píng)果酸、抗壞血酸，現(xiàn)在又在研究采用天然琥珀酸，進(jìn)一步提高浸取率。
我們希望通過(guò)動(dòng)力電池材料、工藝、管理系統(tǒng)的顛覆性技術(shù)突破和協(xié)同創(chuàng)新，為電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)提供更加具有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)支持，在國(guó)家相關(guān)政策的支持下，營(yíng)造良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，促進(jìn)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的健康、有序發(fā)展。
（根據(jù)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審核。）
相關(guān)閱讀：
驗(yàn)證碼：
