吴锋:电动汽车迎来新发展机遇

  新浪汽车讯 2017年1月14-15日,中国电动汽车百人会论坛(2017)在钓鱼台国宾馆举行,论坛将聚焦电动汽车行业供给侧改革和创新发展,探寻技术突破、创新发展的路径和办法,引导企业走上靠技术突破和商业模式创新建立竞争优势的轨道,探讨实现产业可持续发展的政策等。北京理工大学教授吴锋发表演讲:

北京理工大学教授 吴锋北京理工大学教授 吴锋

  今天电动汽车已逐渐进入了人们的生活。在北京和一些大城市街道上放眼望去,总能看到各式各样的电动汽车,不限号、摇号得率高已成为这些城市购买电动汽车的诱惑之一。经历了几起几落,电动汽车技术得到了前所未有的发展。

  国务院副总理马凯同志对动力电池有很高的评价。随着新能源汽车的深入普及推广,2015年开始,动力锂离子电池的爆发性需求已延伸到上游锂矿资源等企业。一些关键原材料价格倍增,动力电池供不应求,一时成为人们关注的话题,也不乏被人炒作,引起各界的躁动。比如说石墨烯电池,添加少量(不到1%)的石墨烯,在其中主要起增加电极的电子电导和导热性,改善电池的倍率性能和高温循环寿命,其实还是通过锂离子的迁移来起作用,实际上还是锂离子电池。

  随着人们对电动汽车续航里程的要求不断提高,目前几乎把所有的压力和希望都放在了动力电池上,一方面凸显了电池的重要,另一方面一些产业化指标也有待斟酌。动力电池的一些项目里对销售量也提出了要求,有些还应该属于市场行为。刚才我还在和瞿司长说,像要求一个企业要有80亿瓦时的生产能力这个事就有待斟酌,因为在十三五提出的电池指标,可能需要一些颠覆性的技术和工艺,也会对设备提出新的要求和变化,因此马上提出那么高的产能要求会有问题,瞿司长表示他们也正在研究这个问题。

  我记得在前几年有一次在一个全国动力电池的会议上,好多电池企业代表因为亏损都觉得很沮丧,我在报告最后为了提高大家的士气,还引用了英国诗人雪莱的一句诗冬天到了,春天还远吗?。从2015年开始,中国新能源汽车产量井喷式增长,动力电池也供不应求。随着需求的快速增加,动力电池公司也开始盈利,可是2016年骗补搞的沸沸扬扬,当然骗补肯定是要罚的,但财政部暂停补贴的发放的时间太长了,许多刚刚盈利的电池厂又变成了债主,整个产业链也受到了影响。昨天财政部宋司长说三个不变,对新能源汽车和动力电池企业来说是个好事。关于动力电池,我们最关心的一个是安全性、一个是寿命、一个是续航里程,还有环境适应性。

  我今天主要汇报我们的研究思路,我们团队有十多个单位,到现在15年了。2002年开始,最早我们提出了多电子反应理论,继而从轻元素、多电子反应入手,结合多离子效应,构建高比能二次电池新体系,也产生了重要的国际影响。根据电网和插电式混合动力的要求,还发展了兼顾较高能量密度的高功率体系,也是我们“973”计划的一个内容。还有长寿命、低成本、废旧电池的回收利用等研究。刚才汽车企业的演讲也特别提出了降低成本的重要性。2000年,我记得在电动汽车十五规划会上,当时徐冠华部长讲话中就说,他认为动力电池的关键就是安全和成本,到现在来看我们也觉得越来越重要。

  近年来我们研发出了一系列硫基复合材料、硅基复合材料、氟化物等多电子反应新材料,为进一步构建450~500瓦时/公斤的高能比电池示范体系提供了材料基础。我们国家新型电池起步都是从材料入手的,在863计划中,全固态锂电池和镍氢电池都是在1987年,分别从全固态电解质材料和储氢材料入手的,材料是非常重要的。我们还研制出长寿命硫复合的正极材料,具有自组装层结构的硫复合正极材料和基于氧化锌纳米片导电插层的高性能锂硫电池,兼具较高的能量密度和高功率电池,在300C充放条件下达到32千瓦/公斤的功率密度,同时可释放出110瓦时/公斤的能量。能量密度接近锂离子电池,相当于磷酸铁锂,功率密度则与超级电容相当。还有具有分级结构的富锂锰基正极材料,硅负极柔性技术与长寿命化,也是通过导电聚合物包覆实现。

  关于安全性问题,锂离子电池和镍氢电池、铅酸电池的一个不同点是电解液是有机易燃的,对安全性有影响。我们研制出在4.8V的电解液中加入添加剂,可以提高电池的温度使用范围,使锂离子电池在-40~60度情况下使用。采用凝胶固态电解质,也是我们向全固态电池的过渡。这种凝胶电解液也可以匹配多种电池体系。此外我们基于安全阈值的分析控制,建立了工况条件下电池组健康度的评价模型,根据测量参数实时对电池组进行控制。

  还有一个问题就是能量信息化技术,就是消除能量产生和使用过程中不确定性的技术,使之变成一种与信息存储和宽带资源一样的可计算量的数字化网络资源。电池作为能量的存储体,可以成为能源互联网的重要组成部分。能否将瓦特变为比特,我觉得这个概念比较新,我们能够通过屏蔽单体电池差异性系统级的技术,来解决电池系统的短板效应,通过电池能量数字化和信息化处理,能够屏蔽单体电池物理化的差异性,从而保证电池系统的安全性与循环寿命,能够从根本上来保证电池系统的安全性。我们还进行了电池的绿色回收和再生利用,采用绿色回收,避免了强酸回收当中的二次污染。以前研究的是采用是苹果酸、抗坏血酸,现在又在研究采用天然琥珀酸,进一步提高浸取率。

  我们希望通过动力电池材料、工艺、管理系统的颠覆性技术突破和协同创新,为电动汽车市场提供更加具有竞争力的技术支持,在国家相关政策的支持下,营造良好的产业生态,促进动力电池产业的健康、有序发展。

责任编辑:刘万睿

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