孫曉霞

10月9日，美國得州大學奧斯汀分校John B Goodenough教授、紐約州立大學賓漢姆頓分校M.stanley Whittlingham教授和日本化學家Akira Yoshino，3位杰出的科學家憑借在鋰離子電池領域面作出的卓越獻而獲得2019年度諾貝爾化學獎。在諾獎花落鋰電的熱潮中，10月10-11日，2019第十四屆動力鋰電池技術及產業(yè)發(fā)展國際論壇（以下簡稱“論壇”）在福建寧德順利舉行。論壇由中國科學院物理研究所、有研科技集團有限公司主辦，北京新材料發(fā)展中心、《新材料產業(yè)》雜志社、寧德時代新能源科技有限公司（以下簡稱“寧德時代”）承辦，論壇旨在搭建鋰電池行業(yè)交流合作的平臺。

多方合力 共促鋰電產業(yè)發(fā)展

論壇開幕式由北京理工大學教授、中國工程院院士吳鋒主持。中共寧德市委書記郭錫文，中國科學院物理研究所（以下簡稱“中科院物理所”）黨委書記、副所長文亞，寧德時代董事長曾毓群分別在開幕式上致辭。

吳鋒院士在開幕式上表示，我國動力電池產業(yè)經過多年的發(fā)展目前已經取得了斐然的成績，中國10大領先領域排名第2位的就是鋰電池，目前我國具有完整的電池產業(yè)鏈，包括寧德時代新能源多家電池企業(yè)成功躋身國際一流。為進一步探討我國電池行業(yè)未來發(fā)展之路，此次論壇以動力電池產業(yè)為主題，圍繞行業(yè)普遍關心的固態(tài)電池、新型電解質等問題展開深入研討。他說，相信此次論壇通過廣泛交流一定可以凝聚共識，為政府、企業(yè)、研究機構開拓思路，共同推動鋰電產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

郭錫文指出，寧德緊抓經濟高質量發(fā)展的主線，尤其是通過鋰電新能源、新能源汽車、不銹鋼新材料和銅材料4大主導產業(yè)的迅速壯大，逐步成為全國乃至全球知名的產業(yè)地標。其中，鋰電新能源產業(yè)依托寧德時代、寧德新能源科技有限公司2家龍頭企業(yè)，引進了37家配套企業(yè)，涵蓋正負極材料等核心部件，寧德成為了消費類電池和動力電池的生產基地。當前，寧德形成了4大產業(yè)集群全部布局、全面融合、全面發(fā)力的新格局。未來幾年，寧德有望成為中國東南沿海最具競爭力的新能源汽車產業(yè)基地。

文亞在致辭中講道，在3位科學家因改變世界的鋰離子電池而摘得諾貝爾化學獎之際，鋰離子電池業(yè)界人士歡聚一堂，共同響應并積極落實國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，共商鋰離子電池發(fā)展的未來。文亞介紹，中科院物理所在幾十年的發(fā)展過程中，不僅對基礎研究作了很多的工作，而且在應用方面也作了大量的工作。特別是鋰離子電池的研究方面，陳立泉院士帶領團隊自1976年開展有關基礎研究工作，他幾十年來先后負責參與了國家重點研究計劃和科學院A類先導重大研究任務，在鋰離子電池先后獲得了隔膜材料、固態(tài)鋰離子電池等多項原創(chuàng)性成果，在國內外取得了重要的影響。文亞指出，2019年正好是物理所與ATL合作20周年，未來雙方將在動力電池系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)領域持續(xù)深入開展合作，推動聯(lián)合人才的培養(yǎng)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，力爭產出一批一流的成果。文亞說，中科院物理所將繼續(xù)瞄準世界科技前沿和國家戰(zhàn)略需求，實現前瞻性研究，進一步推動原創(chuàng)成果的轉移轉化和產業(yè)化，支撐創(chuàng)新戰(zhàn)略的發(fā)展實施，推動相關技術和產業(yè)的更大發(fā)展，為中國躋身創(chuàng)新國家的行列作出更大的貢獻。

曾毓群在致辭中認為，當下全球汽車產業(yè)和新能源產業(yè)迎來了百年未有的機遇。中國在新能源汽車方面取得了舉世矚目的成績，從單輪驅動轉向了雙輪驅動，成本明顯下降，基于鋰離子電池的儲能設施初步具備了商業(yè)推廣條件，由此可以預見可再生能源、先進儲能、5G通訊等先進技術的融合，將引領下一步能源和交通革命，而鋰離子電池將成為能源互聯(lián)網和交通互聯(lián)網變革交互的基點。面對新形勢新機遇必須借助科學力量，才能最大限度發(fā)揮動力電池在這場革命中的基礎作用。近年來寧德時代持續(xù)加大研發(fā)投入，近3年研發(fā)投入約50億元，目前已經研發(fā)成功15min快充、超強壽命、C2P、高集成動力電池平臺等先進技術。他表示，寧德時代堅持開放和創(chuàng)新，希望和專家學者攜手攻關一批關鍵技術，共同推動鋰離子電池全產業(yè)鏈資源貫通，助力汽車電動化進程，為人類新能源事業(yè)的發(fā)展作出應有的貢獻。

大咖交流 探討技術與產業(yè)難題

論壇以清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高的高質量報告拉開交流的序幕。歐陽明高作了題為《新能源汽車與新能源革命——清華團隊的探索和實踐》的報告，介紹了團隊在混合動力汽車、燃料電池和氫動力、純電動和動力電池方面作出的探索，如對動力電池的安全性進行了“三位一體”的研究，包括安全性、耐久性、動力性。歐陽明高認為，未來新能源汽車會從目前初級階段經過新能源智能化雙向并行發(fā)展，進入新能源智能化電動汽車新時代，2025年是一個關鍵節(jié)點，而2035年則是進入成熟階段的重要節(jié)點。他表示，經過2001年以來近20年的積累，我國電動汽車產業(yè)化正在引領全球，可再生能源建立中國優(yōu)勢、人工智能走在世界前列。他說，預計2020到2035將是動力電動化、能源低碳化和系統(tǒng)智能化協(xié)同發(fā)展，汽車物聯(lián)網、能源互聯(lián)網、信息互聯(lián)網三網融合，創(chuàng)造新能源汽車與新能源革命中國奇跡的新時代。

中國科學院金屬研究所研究員、中國科學院院士成會明就《碳納米管和石墨烯在鋰電池中的作用》這一報告與大家進行了交流。他介紹說，碳納米管和石墨烯可以改善鋰離子電池的性能，從而擴展其應用，具體來說體現在4個方面：一是調控活性溶質，針對不同的電池如鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空電池等，調控的方式也不近一樣；二是為電池提供強有力的質子傳輸和電子傳輸的路徑；三是納米碳在最近比較活躍鋰金屬領域有很重要的作用；四是碳納米管和石墨烯功能活性非常好，因此在構建柔性電池或者未來的可穿戴電子里可能會發(fā)揮比較重要的作用。同時，成會明表示，實際上目前除了石墨烯導電添加劑得到實際應用以外，其他幾方面都還沒有得到實際應用，所以石墨烯的實際應用還面臨著很多挑戰(zhàn)，包括可靠的制備技術、結構與性能的精確控制、比較好的工藝加工性的調控。

寧德時代副董事長、首席戰(zhàn)略官黃世霖分享了《迎接動力及儲能電池市場化推廣的挑戰(zhàn)》的報告，介紹了動力電池發(fā)展的趨勢和挑戰(zhàn)、現有動力電池發(fā)展狀態(tài)、技術及方案優(yōu)勢、打造良好的電動車使用環(huán)境等內容。黃世霖認為，當前電動汽車市場化發(fā)展有瓶頸，主要瓶頸表現在3方面：一是購置成本高，前幾年電動汽車的銷售會導致過度依賴補貼政策和政策扶持，隨著補貼政策的退出，成本壓力問題開始凸顯；二是電動汽車在使用過程中，便利性顯得比較差，主要體現在充電時間很長，以及充電的站點比較少，這樣就帶來里程焦慮、充電不方便等問題，使得電動車的用戶體驗比較差；三是電動汽車的安全可靠性有待提高。黃世霖表示，動力電池的發(fā)展需要對進行一系列技術攻關，首先是逐漸推出快充技術，提升電動汽車的便利性，如10～15min充滿，這是一個有待突破的技術挑戰(zhàn)；其次是提高動力電池的高能量密度，希望可以打破300Wh/ kg；第三，延長動力電池的循環(huán)壽命，如實現15 000次以上；第四，提升動力電池的可靠性、耐受性，實現可在-30～60℃使用；最后，要降低動力電池的成本，這也是非常關鍵的動力電池技術進步。

此外，鋰電領域的眾多學者專家進行了技術進展分享與產業(yè)推進交流。清華大學教授慈松作了題為《5G時代電池系統(tǒng)技術發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)》的報告，探討了能源革命形勢下信息通信產業(yè)和能源產業(yè)的交叉融合方法，實現5G彈性負荷調度和海量閑散能源資產與電網緊密互動的新型聯(lián)合調度運行方法和商業(yè)模式。清華大學教授張強分享了《金屬鋰負極中鋰枝晶和液固界面膜》的報告，介紹了通過引入納米骨架，為穩(wěn)定循環(huán)提供契機從而實現控制界面的化學反應。南開大學教授高學平作了題為《鋰硫電池用硫電極體積比容量的提升策略》的報告，介紹了采用重基質氧化物材料，來保證硫的活性物質實現較高利用率，這是實現硫電池的重量能量密度和體積能量密度同步提升的策略。北京當升材料科技股份有限公司的宋順林分享了報告《后補貼時代三元材料的進階之路》，介紹了目前主流動力電池正極材料中以高能量密度為突出優(yōu)勢的三元材料，并對未來三元材料的發(fā)展趨勢進行了預測。

解決之道 新體系和新材料

在最后的論壇總結環(huán)節(jié)，論壇學術委員會主席、中國工程院院士陳立泉對論壇進行了點評。陳立泉從戰(zhàn)略的高度，分析了“電動中國”與“能源安全”的關系。

陳立泉介紹，我國的礦物能源很長一段時間都處于富煤、少氣、缺油的狀態(tài)，而據中國工程院的咨詢報告顯示，從現在到2050年我國自產石油約1.8億t/a。在石油缺乏的現狀下，還需要做到石油對外依存度不能大于50%，所以只能發(fā)展電動交通。陳立泉表示，“電動中國”包括電動汽車、電動船舶以及電動飛機。2014年，馬斯克曾經預計，當電池的能量密度提升到400Wh/kg時，電池就能擊敗燃油，進而使得電動飛機就成為可能，實現洲際飛行。如今，電池的能量密度剛剛超過300Wh/kg，馬斯克表示5年內電動飛機就可誕生。可見，發(fā)展電動飛機指日可待。陳立泉分析，在初始階段，全電動飛機的運營將限于短距離，如1 111km的范圍；而使用具有800Wh/kg比能量的電池的全電動飛機則是可行的，隨著電池組比能量和飛行距離的增加，各個大陸航空網絡將開始整合。

陳立泉認為，為了解決能源安全問題，必須使得現在的電動汽車成為能源互聯(lián)網的一部分，真正形成能源互聯(lián)網。目前，我國“棄水、棄風、棄光”的發(fā)電量近1 100億kWh，電動汽車加入能源互聯(lián)網，既可以消耗從太陽能、風能、核電獲得的低谷電，也可以給電網補充電，或者是把低谷電存起來賣給電網?？梢?，“電動中國”的關鍵是動力電池、儲能電池和新能源形成能源互聯(lián)網，而解決方案則是通過新體系和新材料得以實現。

陳立泉說道，鋰電池改變了人類的生活各個方面，3為鋰電池科學家榮膺諾貝爾獎當之無愧。未來，鋰電池必將在交通電氣化、能源低碳化和設備的智能化方面，擔當起十分關鍵的作用。

（經現場報告實況整理，未經報告嘉賓審定）