中国工程院院士吴峰：要提高动力电池能量密度 材料要先行一步

      2018年补贴提前退坡已是大概率事件，动力电池能量密度大幅提升即是政策指向，又是动力电池企业及产业链上下游关注的焦点。12月9日，国轩高科第七届科技创新大会在合肥召开，中国工程院院士吴锋表示，随着人们对电动汽车续航里程等要求的不断提高，希望与压力也同时放在了动力电池的身上，而在看清动力电池的重要性的同时，也要斟酌一些产业化指标的实现途径。
      材料要走在高比能电池的前面
      就担负着国家弯道超车使命的新能源产业而言，动力电池的重要性不言而喻。国务院副总理马凯曾公开表示，动力电池是新能源汽车的心脏，是新能源汽车发展的关键，新能源汽车能走多远，主要取决于动力电池。

      中国工程院院士吴锋也表示，随着人们对电动汽车续航里程等要求的不断提高，希望与压力也同时放在了动力电池的身上，而在看清动力电池的重要性的同时，也要斟酌一些产业化指标的实现途径。尤其是作为关键指标的电池能量密度，如何在提升比能量的同时兼顾安全性、循环性、倍率等指标，这需要企业在进行技术创新和研发过程中有所侧重。

      吴锋表示，要提高电池能量密度，材料要先行一步，研制出具有新型异质结构的高比容量、高倍率富锂锰基无钴氧化物正极材料，还有通过尖晶石皮肤层等构造及富锂材料在纳米尖晶石包覆后获得比容量和倍率性能上的双重改善；负极材料方面则以有机硅工业生产过程中产生的工业废料为原材料，通过导电聚合物包裹，实现硅纳米离子与导电的的柔性组装。
      吴锋在“新型二次电池及其关键材料研究进展”的主题演讲中分享了973二次电池项目研究思路：
      高比能体系：从“轻元素、多电子反应”材料入手，结合多离子效应，发展高活性电极材料，构建高比能二次电池新体系；
      兼顾高能量密度的高功率体系：通过多维多尺度电极材料界面功能调控，实现电池的高能量和高功率密度；
      安全性技术：从调节和切断电极反应的基元步骤入手，提高单体电池的安全性；通过探究电池的安全阈值边界，提高电池系统安全性。通过对化成、注液等关键制备工艺和设备的升级改造，提高电池制造及使用的安全性；
      低成本技术：通过对电池长寿命的研究和对废旧动力电池的绿色回收、资源化再生利用，降低电池使用成本。
      吴锋表示，目前已通过采用高比容量正、负极和高电压电解质材料研制出能量密度为319wh/kg的锂离子电池。此外，从新能源汽车的发展趋势看，其他材料的高比能量动力电池更应该引起关注，比如锂硫电池其理论能量密度高达2600wh/kg，且其原材料普遍，全国石油化工副产物硫磺产量约1000万吨/每年。而且目前国内对于锂硫电池的难点进行了技术改善和关键材料的定向研发，这将加快推动锂硫电池的研究和应用。
      高比能量电池是趋势
      无论是政策还是市场使用环境来看，高比能量电池是趋势，而作为目前纯电动汽车主力的磷酸铁锂电池或将逐步退出乘用车和物流车市场，三元锂电池将进入快速发展期。此外包括中国在内的世界各国将积极进行锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池等电池的前瞻性研究。
      就目前来看，多位专家认为目前全固态锂电池研发可提供的能量密度基本可达 300~400Wh/kg，有望成为下一代高能量密度动力和储能电池技术的重要发展方向。
      国轩高科电池包能量密度可达140Wh/kg

      国轩高科工程研究总院常务副院长杨续来表示，就能量密度而言，国轩高科实现了商用车140Wh/kg标准箱系统、物流车120Wh/kg标准箱系统、乘用车140Wh/kg系统用标准模组，这一系列的技术成果除了远高于2017年补贴政策要求之外，也符合流出的2018年补贴调整方案要求。

国轩高科常务副院长杨续来

      杨续来表示，从动力电池研发前瞻化看，液态锂离子电池、固态锂电池、准固态锂空气电池是步步进阶的关系，目前液态锂离子电池的研发水平在150-250Wh/kg之间。

      动力电池回收迫在眉睫
      在此次大会上，多位专家提到了废旧动力电池的回收问题，提上日程是基于现实环境的驱动。
      据统计，2016年中国新能源汽车累计100万辆，2017年市场销量预计在60万辆左右，而电池使用年限在5-8年，进入2018年，动力电池将进入大规模报废期，到2020年，中国汽车动力电池每年的报废量将达到20万吨的规模，因此动力电池的回收迫于眉睫。
      虽然动力电池回收面临着难以大规模拆解、回收工艺成本高、回收价值低等问题，但探索出有益的方向更重要，吴锋表示，其团队认为废旧电池正极材料可再生，国内近两年也研发出了天然琥珀酸的绿色高效回收技术，将废旧锂电池负极回收制备碳吸附剂的研究，磷吸附量高达588µg/g，是目前最高的碳类吸附剂之一，且处理污水后的吸附剂还可以直接作为土壤缓释肥使用，因此在这些方面探索动力电池的回收很有意义。