吴峰：动力电池材料及技术突破

2016年11月26日—27日，百人会•清华大学新能源汽车产业高层研修班第三期四次课程在清华大学开课。目前，我国自主研发的核心零部件缺失，尚未形成技术壁垒，成为新能源汽车发展的潜在危险。掌握核心技术，提高产品性能及安全性，才能形成具有国际竞争力的品牌，支撑产业持续发展的根本保障。因此，此次课程的主题定为“电动汽车核心技术突破与创新”。

来源： 中国电动汽车百人会 ID: ChinaEV100

高层研修班作为中国电动汽车百人会为汽车产业服务的一个重要平台，时刻关注着汽车产业的相关热点话题。目前第三期研修班已围绕动力电池、新能源汽车产业投融资、智能汽车与交通等热点问题举办了三次研修班课程。

此次课程，北京理工大学教授、国家重点基础研究发展计划(973计划)首席专家吴峰为学员们带来了精彩的内容。

北京理工大学教授、国家重点基础研究发展计划(973计划)首席专家吴峰

以下为吴峰讲课全文：

突破就离不开创新，中央提出创新驱动发展战略，这又与颠覆性技术相关。

大家知道，“颠覆性技术”可以是完全创新的技术，也可以是基于现有技术的跨学科、跨领域创新应用。曾几何时，“晶体管-印刷电路”的出现颠覆了真空管技术，进而在摩尔定律的指引下，印刷电路的线宽不断减小，使计算机小型化、微型化。因此，信息技术不但进入了生产、生活 、社会各个领域，还使全球真正进入了信息化时代。

汽车智能化也可以说是一个颠覆性技术。上世纪90年代出现的数码相机，彻底颠覆了彩色照相技术。使原先以光化学为基础的彩色胶卷整个行业都被颠覆，从而使柯达、富士等胶卷垄断巨头倒闭、退市。所以说一旦出现颠覆性的技术，可能对产业和人们的生活产生非常大的影响，包括移动通讯等，还可以改变商业和金融的模式。

今天，电动汽车已进入了我们的生活，在北京、上海、深圳等城市放眼望去，总能看到各式各样的电动汽车，一些公共场所和小区的停车场也出现了不少的充电桩。在全球，经历了几起几落、几落几起的电动汽车，在电池技术进步的推动下，迎来了空前的发展，也对动力电池提出了越来越高的要求，使其成为当前国际竞相研发的热点。新型动力电池已成为引人关注的话题和金融投资界青睐的对象，其中也不乏被人炒作，引发躁动。

2001年以来，国家确定了发展电动汽车的战略，连续四个五年计划实施了专项支持和配套政策，促进了电动汽车等相关新型产业的迅速发展;电池新概念、新材料和新体系的探索和研究，已成为动力电池技术不断进步的强大动力。

在《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020)》、《节能与新能源汽车产业规划(2011-2020)》和“十三五”“新能源汽车”国家重点专项中均明确提出重点支持动力电池关键材料、电芯、系统等技术研发，并将提升电池能量密度作为关键指标。现在提出这么高的能量密度指标，还要保证其他性能，我觉得按照我们现行的体系和工艺、技术可能很难达到，我想必须要有一些颠覆性的技术，包括新材料、新工艺。

动力电池的发展正处于关键阶段

目前动力电池正处于一个关键的发展阶段，需要不断创新和突破，在这种情况下首先要关注电池的性能和性价比，如果不是由市场决定，急于一下子把产能搞上去，会很被动，不利于鼓励创新。虽然加大产能有利于降低成本和生产过程的自动化，但不应不顾市场，单方面强调产能，一旦新技术出来之后怎么办?生产设备会不会面临淘汰?一定要考虑电池的综合性能和成本，高比能可以作为一个努力的目标和方向。

1986年3月，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家针对美国星球大战计划，给党中央和邓小平同志写了一封信，小平同志当即批复，经中央政治局讨论拿出100亿，开始了中国的“863”高技术计划。当时863计划包括7个领域，第七个领域就是新材料领域，其中有一个新型储能材料专题，包括锂二次电池用谢谢固体电解质材料和镍氢电池用新型储氢材料，这也为我们今天的动力电池发展奠定了材料基础。

众所周知，材料是电池发展的先导和基础。动力电池关注的指标，一个是能否达到消费者希望的安全性，换个角度说，如果一旦电池和车子燃爆的话，能不能给消费者一个足够的逃生时间?另外一个是寿命，能否真正满足5—10年?续驶里程能否再提高到300、400?成本能否接受?环境适应性能否影响到不同季节的使用?

要求达到电池单体能量密度达到300Wh/kg，正极材料要达到比容量250 mAh/g以上，目前比较集中的是在高镍的三元材料。我们的研究思路是：通过高容量正负极和电解质材料的设计与匹配，实现锂离子电池在能量密度上的突破，以满足纯电动汽车对长续驶里程的需求;通过多维多尺度电极材料界面功能调控，实现电池在具有较高能量密度时兼具较高的功率密度，以满足插电式混合动力汽车的需求。