全球智囊匯聚合肥 共話鋰電產(chǎn)業(yè)未來(lái)

2016年10月22-24日，由北京大學(xué)、清華大學(xué)主辦，北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司、深圳吉陽(yáng)智能科技有限公司和北京當(dāng)升材料科技股份有限公司等公司共同協(xié)辦，北京新材料發(fā)展中心、《新材料產(chǎn)業(yè)》雜志社、國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)軒高科”）承辦的2016（第十一屆）動(dòng)力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)際論壇在合肥新站利港喜來(lái)登酒店順利舉行。陳立泉院士、吳鋒教授、Khalil Amine、Li Lv、XiaoQing Yang等多位電池研究領(lǐng)域的頂級(jí)權(quán)威專(zhuān)家和青年骨干人才出席了本屆論壇，300余位與參會(huì)代表們共同探討動(dòng)力電池的技術(shù)與運(yùn)行安全方面的課題。

此次論壇由吳鋒教授主持，吳鋒教授在致辭中表示，目前，新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)被世界各國(guó)紛紛提升為國(guó)家新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，擔(dān)當(dāng)起世界產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇助跑器的重任。我國(guó)的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，也是新能源革命的一個(gè)戰(zhàn)略支撐點(diǎn)，是我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的有效抓手。而電池產(chǎn)業(yè)在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈條中承擔(dān)著十分重要的角色，在國(guó)家新能源汽車(chē)戰(zhàn)略中占據(jù)著舉足輕重的地位。鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，無(wú)疑正在直接影響著新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。

在下游需求快速增長(zhǎng)的影響下，我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，形成了從材料、生產(chǎn)設(shè)備、電池制造及電池回收的較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，而且鋰離子電池的安全性、可靠性以及壽命均得得到大幅提高。作為新能源汽車(chē)3大核心部件之一，動(dòng)力電池在整車(chē)成本中所占比例最高，也直接決定著整車(chē)的性能。而下一代電池的重要指標(biāo)是持續(xù)提高電池比能量，研發(fā)新的材料體系和材料成為下一代動(dòng)力電池發(fā)展的關(guān)鍵。鑒于此，此次論壇以“高能量密度的鋰離子電池技術(shù)”為主題，就硅碳負(fù)極、富鋰正極材料、高鎳多元材料、三元材料的安全性、新型電解質(zhì)等發(fā)展進(jìn)行了多方研討，集中探討了實(shí)現(xiàn)高能量密度鋰離子電池的各類(lèi)技術(shù)思路及研究成果。

材料研究是關(guān)鍵提前布局全固態(tài)鋰電池

如今，鋰離子電池安全性的問(wèn)題頻發(fā)，三星Note7事件更是將鋰電推到了輿論的風(fēng)口浪尖。電池的安全性還必須進(jìn)一步加強(qiáng)。近年來(lái)，全固態(tài)鋰離子電池技術(shù)發(fā)展迅猛，高安全性是具有強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力的法寶。即使電池被刺穿，擠壓也不會(huì)有爆炸燃燒等問(wèn)題產(chǎn)生，這主要?dú)w因于這種電池不使用易燃的液態(tài)電解液。

《中國(guó)制造2025》節(jié)能與新能源汽車(chē)重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖中明確指出，2025年之前要實(shí)現(xiàn)寬溫度、長(zhǎng)壽命全固態(tài)子電池的技術(shù)突破并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，動(dòng)力鋰離子電池革命性突破路線圖詳見(jiàn)表1。其中，最具希望的就是具有高能、高功率密度和高安全性的全固態(tài)鋰離子電池。但是，電極與電解質(zhì)不理想的界面兼容性導(dǎo)致鋰離子轉(zhuǎn)移速率慢，成為全固態(tài)鋰電池所面臨的巨大挑戰(zhàn)。提高正極與電解質(zhì)的接觸緊密度以及離子電導(dǎo)率是高性能全固態(tài)鋰離子電池實(shí)現(xiàn)突破的關(guān)鍵所在。

未來(lái)動(dòng)力鋰離子電池的重要方向是需要提前布局全固態(tài)鋰電池。其中，陳院士強(qiáng)調(diào)，在Li/S電池反應(yīng)中，中間產(chǎn)物L(fēng)i2Sx溶于電解，由于穿梭效應(yīng)，到達(dá)金屬鋰負(fù)極使之失去活性；Li/Air電池是開(kāi)放體系，而金屬鋰易與環(huán)境中H2O和CO2反應(yīng)，失去活性；Li/S和Li/Air電池的鋰負(fù)極在充放電循環(huán)中都容易出現(xiàn)鋰枝晶；非晶態(tài)B2S3-Li2S-LiI的室溫離子電導(dǎo)率可達(dá)1.1×10-4S/Cm，用S取代氧后，鋰離子電導(dǎo)率增高3個(gè)數(shù)量級(jí)，而且在玻璃形成區(qū)內(nèi)，Li2S含量對(duì)電導(dǎo)率無(wú)明顯影響，LiI含量是決定因素。解決這些問(wèn)題的方案都是采用固體電解質(zhì)，新的固體鋰離子電池發(fā)展有2個(gè)重要結(jié)論：①晶態(tài)材料離子電導(dǎo)率低于同成份的非晶態(tài)；②晶化前期鋰離子電導(dǎo)率反常增高。

陳院士講到，材料研究是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。正極材料可以不含鋰，但能存儲(chǔ)大量鋰，難點(diǎn)在脫嵌鋰后零應(yīng)變。聚合物和無(wú)機(jī)離子導(dǎo)體及其復(fù)合材料難點(diǎn)是在納米材料合成和復(fù)合材料制備。負(fù)極材料方面的難點(diǎn)在金屬鋰表面保護(hù)、防止鋰枝晶生長(zhǎng)。解決界面問(wèn)題對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)全固態(tài)鋰電池至關(guān)重要。

提高電池安全性倡導(dǎo)動(dòng)力電池“零缺陷”

隨著適應(yīng)國(guó)家先進(jìn)制造業(yè)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)、電動(dòng)車(chē)、軌道交通、深潛器等對(duì)能量存儲(chǔ)器件的性能提出了更高的要求。因此，在更高安全性的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)高能量密度、高功率密度的電化學(xué)儲(chǔ)能器件變得十分必要。

此次會(huì)上，專(zhuān)家倡導(dǎo)以“缺陷等于零”為最終目標(biāo)，通過(guò)預(yù)防控制和過(guò)程控制，以高安全、高能量密度的固態(tài)鋰電池以及高功率器件鋰離子電容器安全性為目的?！傲闳毕荨笔恰笆虑榘l(fā)生前”的措施，而不是“事實(shí)出現(xiàn)后”的演練。核心在于預(yù)防，重點(diǎn)是分析。在動(dòng)力電池生命周期的全過(guò)程進(jìn)行管控，制造質(zhì)量閉環(huán)，獲得穩(wěn)定的制造質(zhì)量，使質(zhì)量保持一致，控制不安全因素，發(fā)現(xiàn)制造過(guò)程的問(wèn)題，防止制造過(guò)程出現(xiàn)疏漏，提升優(yōu)化質(zhì)量。

各地政策扶持積極布局新能源乘用車(chē)市場(chǎng)

我國(guó)各地扶持新能源汽車(chē)政策陸續(xù)出臺(tái)，在推動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的進(jìn)程中，政策頻頻開(kāi)綠燈。隨著2016年年初“首批不屬于車(chē)船稅征收范圍的車(chē)型目錄”出臺(tái)，對(duì)42款純電動(dòng)乘用車(chē)免征車(chē)船稅；隨后《電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020）》、《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》相繼推出，加快了新能源汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化步伐；特別是《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020）》的正式發(fā)布，解決了長(zhǎng)期困擾新能源汽車(chē)發(fā)展的技術(shù)路線的選擇問(wèn)題，確立了以純電驅(qū)動(dòng)和插電式混合動(dòng)力為主的新能源汽車(chē)技術(shù)路線，規(guī)定了產(chǎn)業(yè)目標(biāo)規(guī)劃。

在此次論壇上，合肥市副市長(zhǎng)王翔講到，合肥在推廣新能源乘用車(chē)方面走在了全國(guó)的前列。早在2010年，合肥18路公交線路完全采用純電動(dòng)公交系統(tǒng)，江淮汽車(chē)所用的電池也是本地動(dòng)力電池系統(tǒng)，國(guó)軒高科生產(chǎn)的動(dòng)力鋰電池更是致力于提高動(dòng)力電池的安全性和穩(wěn)定性。合肥不僅在實(shí)用性、環(huán)保性從當(dāng)?shù)卣甙l(fā)展出發(fā)，充分考慮到新能源產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展，積極響應(yīng)國(guó)家科技創(chuàng)新扶持政策，通過(guò)各種《細(xì)則》扶持新能源車(chē)推廣應(yīng)用。

經(jīng)過(guò)多年努力，“動(dòng)力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)際論壇”已成為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、層次最高的行業(yè)品牌盛會(huì)，致力于搭建鋰電池領(lǐng)域交流與合作的良性發(fā)展平臺(tái)。此次論壇更加注重匯聚國(guó)際性、前沿性、獨(dú)特性，希望借助國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)積極的作用。