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吴锋院士：让电池和新能源汽车适应市场的发展
2025-01-21 17:17:41
作者：吴锋（中国工程院院士，北京理工大学杰出教授）
对于锂电池和新能源汽车的发展，中国工程院院士吴锋认为：当务之急是想办法让电池和新能源汽车更好地适应市场的发展和需求，这是最核心的问题！
一、需求牵动动力电池技术发展
随着新能源汽车产业不断发展，市场日益扩大，国家的要求也变得越来越严格。2018年2月13日，财政部、工信部、科技部、发展改革委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，纯电动乘用车的补贴普遍减少，并进一步提高了对新能源汽车电池能量密度的要求。国家此举意是在鼓励高能量密度电池的发展，以实现新能源汽车更长的续航里程，满足市场的进一步需求。
动力电池和新能源汽车的发展必须要力争满足市场的发展需求。在电池方面，近几年关键材料和技术进步显著，但吴锋认为仍有提升的空间。“这里指的是综合性能的提升空间，包括电池的安全性、能量密度、功率密度、寿命、成本等。只有电池综合性能提升了，才能更好地满足新能源汽车市场的发展。”2018年4月1日，国内正式实施《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》（即“双积分政策”）。“对于新能源汽车来说，双积分政策是继退坡政策后的又一个鼓励措施。”新能源汽车自身的性能提升，再加上不限购、不限行、免购置税等优惠政策，使消费者觉得购买和使用新能源汽车更方便，只有建立在用户体验之上，市场才会逐渐扩大。而对于大部分消费者而言，对新能源汽车的第一要求是安全性。如何保证电池的安全可靠性，至关重要。
二、提高电池安全性 降低使用成本
从某种意义上说，不能保障安全性，我们所做的就不是动力电池，而是汽车炸弹。解决动力电池安全性问题要从多角度出发，从全系统入手，还要引入一些新的概念。决定电池安全性并非单一因素。我们应该在深入全面认识应用环境、电池反应机制及其伴生副反应的基础上，多角度、系统地去提高锂离子电池的安全可靠性。从各种材料、电池的设计、电池系统安全性技术等方面来综合解决问题。
具体而言，不少锂离子电池事故与电解液有关。吴锋表示，他的团队已研制出宽电化学窗口/高热稳定性和高室温离子电导率的固态化电解质，还研制出可以匹配安全和长寿命固态电池体系的纳米复合固态电解质，以及基于纳米TiO2与离子液体的高安全性凝胶电解质。电解质从液态到固态的发展，无疑会使得未来高比能电池的安全性得到更好的保证。
对于电池使用成本问题，实现低成本的途径关键在于提高电池比能量和循环稳定性，采用低成本材料，更新电池材料体系，变革制备工艺，实现废旧电池的有效回收与再生、打造产业链，强强联合、资源共享。据中国汽车技术研究中心预测，到2020年，我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万吨至17万吨的规模。“在发展废旧锂电池回收技术上，我们应该集合全产业发力，重点环节逐个突破。”
三、电动汽车的智能化举世瞩目
回到市场层面，对于新能源汽车，消费者还有两个关注的焦点：续航里程和充电时间。作为一个普通消费者，都希望电动汽车续航里程达到300km以上，这在北京也基本够用了。汽油车加一次油一般也不是一次就用完了，当然，每个人的驾驶需求和习惯也不一样，有些人只是上下班用，那300公里应该是够用的。这显然是一个很接地气的“目标”，市场上续航超过300km的新能源汽车正在不断涌现。目前电动汽车的充电速度还不尽如人意，这与电池的种类和性能有关，关键在提高电池的功率密度，另外在一些场合，也可以采用快速换电技术，这对于用电的削峰填谷很有意义，各方面的技术都在根据市场需求不断发展中。
据悉，蔚来的电动SUV ES8上就采用换电方案。蔚来汽车CEO李斌还表示，“在中国，燃油车能去的地方，ES8必须到达。”
而关于真正的未来，从全球的新能源汽车发展趋势来讲，除了动力技术以外，车辆智能化技术也在变革中。“这是一个发展趋势，汽车的智能化实际上也隐含着汽车电动化的必然。以后，电动汽车除了是交通工具，还要具备进行能源转换的能力。目前汽车的智能化发展已经引起了各界的关注。”以电动汽车为储能终端的能源互联网、汽车互联网、信息互联网进行相互的融合，可能将成为未来的一个发展趋势。
这是一个无边界的时代，每一个行业都在整合，都在交叉，都在相互渗透，如果原来你一直获利的产品或产业，在另外一个人手里突然变成一种免费的增值服务，你又如何竞争？如何生存？如果你有很多经验和积累，请先甩掉它，因为它成为一种累赘和负担，如果你初出江湖一无所有，请不要胆怯，因为这崭新的世界就是为你而准备，永远不要沾沾自喜，因为你的对手是谁都不知道。
作者履历：
吴锋：新能源材料科学家，中国工程院院士，国际欧亚科学院院士、北京理工大学杰出教授、博士生导师，能源与环境材料学科首席教授，北京电动车辆协同创新中心首席科学家、973新型二次电池项目连续三期首席科学家、我国绿色二次电池与相关材料领域的学科带头人之一，中科院化学所、南开大学、天津大学、中南大学、清华大学、北京大学等兼职教授。担任：中国电池工业协会副理事长，中国化学与物理电源行业协会副理事长，国家工信部新能源汽车准入专家委员会委员；连续12次担任中美电动汽车与电池技术研讨会主席，6次担任动力锂电技术及产业发展国际论坛主席。长期从事新型二次电池与相关能源材料的研究开发工作，主持了多项国家和国防重大科研项目：自主开发出一系列锂离子电池关键新材料、电池制备新工艺和电池安全性技术，为我国锂电产业更新换代，进入国际高端产品市场，提供了技术支持；提出通过系列关键材料的协同作用提高电池本征安全性，发明了安全性电极、复合型陶瓷类聚合物隔膜、具有阻燃性和电化学兼容性的电解质体系；率先提出电池系统安全阈值边界的概念，并开发出识别与控制技术。发明了含锂储氢合金及其制备方法，打破了国外对储氢合金的专利垄断，主持创建了我国第一个镍氢电池中试基地，实现了产业化关键技术集成，设计建成我国第一条镍氢电池自动化示范生产线；研发出系列镍氢动力电池组并成功应用于多款混合动力汽车。围绕国家重大需求，探索不同二次电池体系间的技术融合，在电池反应理论、关键材料和工程化技术方面取得了创新突破，为我国二次电池的产业化发展做出了重要贡献。讲授过的课程有《物理化学》，《催化原理》，《绿色能源材料导论》等。在《Chemical Reviews》《Advanced Materials》《Nature Communications》《Nano Letters》等期刊发表SCI收录论文600余篇，其中IF>4.0的论文176篇，有18篇入选ESI近十年高被引论文，SCI他引6682次；获发明专利授权100余项；主编出版学术著作2部，参编多部；作为第一完成人，获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖各1项，还获得何梁何利科学与技术进步奖和国家科委、国防科工委联合颁发的863计划重大贡献一等奖、国家科技部授予的863计划突出贡献奖等16项省部级科技奖；还获得国际电池材料学会（IBA）科研成就奖、国际电化学学会（ECS）电池技术成就奖，国际车用锂电池协会（IALB）首次颁发的终身成就奖等4项国际奖，中国储能杰出贡献奖。还获得北京市优秀共产党员，北京理工大学师德标兵，国防科工委高校优秀教师等称号。
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