為什么要發(fā)展電動汽車，動力電池能量密度的發(fā)展方向

為什么要發(fā)展電動車？很多人都很清楚。很多人在考慮電動車是不是方向，因為現(xiàn)在不大容易賺錢，今年電動車的發(fā)展速度也減慢了，我個人覺得其實從很多目標來說，我們都會確定電動車一定是一個方向，出現(xiàn)了問題，國家會進一步思考，但是這一定是方向，大家要看重。無論是經(jīng)濟、社會、發(fā)展，尤其我國的汽車產(chǎn)業(yè)從中央來說要變成汽車強國，電動車是沒有選擇的一條路，必須要走，而且從全球來說也是很好的方向。對于我們國家，各個方面條件是具備的，也是一個很好的方向。

這是國際能源機構的預測，2030年得有2.2億輛電動車，這種電動車絕大部分是純電動車，會走進千家萬戶。這是發(fā)展方向。一個新產(chǎn)業(yè)鏈是復雜的體系，它要走進社會是很復雜的過程，今天電動車已經(jīng)到了引入市場的轉(zhuǎn)折點，現(xiàn)在發(fā)展慢是由于原來發(fā)展太快，但跟別的行業(yè)相比是發(fā)展快的。世界上最強的車場都已經(jīng)殺入電動車了，比如說大眾，在上海大眾的計劃，現(xiàn)在做的所有生產(chǎn)線都是混合生產(chǎn)線，并且逐步把電動車比例提升上去。按照規(guī)劃，5年后，上海大眾就不生產(chǎn)燃油車了，全部生產(chǎn)電動車，這是到了轉(zhuǎn)折點，轉(zhuǎn)折點的標志是傳統(tǒng)燃油車增幅會下降，但是會保有一定的量。但是，電動車會有一個非?？斓脑鲩L。這是一個行業(yè)的發(fā)展情況。

中國的增長肯定是快的，就不多說了。中國補貼退出之后，現(xiàn)在增長有所放緩。現(xiàn)在還有一些技術上的問題，包括里程、成本和安全等幾個方面的問題。

全世界的科學家在能源領域，對鋰電的研究是非常多的，占的比重是最大的。一個體現(xiàn)是全球發(fā)的文章中，在能源領域，鋰電已經(jīng)超過三分之一，基本上是主流的方向，有很多的體系在做。從產(chǎn)業(yè)鏈和學術界的綜合來看，可能最現(xiàn)實的還是在現(xiàn)有的體系上不斷的改進。像大家講的動態(tài)電池什么時候裝在車上，這個有非常大的確定性，也有可能永遠不會裝在車上。這是我們國家的路線圖，現(xiàn)在300瓦/時逐漸變成主流產(chǎn)品，從學術界來說還有很多的研究，一個是鋰電池，它發(fā)展了60年歷史，但還是在實驗室待著。鋰電負極全球的研發(fā)力量加入，但是還沒有解決一些技術問題，目前的技術進步還沒有可以走向產(chǎn)業(yè)的階段，基本上是處于探索。

再說價格，價格是最大的焦慮，車輛是價格非常敏感的，所以價格就非常的重要。下一階段電池的成本會非常低，我得到的信息，C公司給主流車場的報價，2020年底，模組會是7毛錢，就會非常低了?？赡芎芏嗥髽I(yè)就抗不住了，7毛錢怎么弄啊。平臺量的提高，自然就會降低成本。價格是很重要的，價格之后就是比能量。大家會把能量看在材料上，全世界的科學家80%也是材料科學家，他們在做很多努力。作為動力電池來說，從材料、電芯、電芯工程再到模組，它對提升能量有很大的貢獻。目前來看，在材料層面提高是很明顯的，比如說材料200毫安時/3.7伏至300毫安時/3.7伏，這就是明顯的提高。在電芯階段還有40-50%的提高；模組的潛力很大，現(xiàn)在也有企業(yè)在做模組電芯，就是電芯和模組統(tǒng)一的設計，有企業(yè)告訴我，他們已經(jīng)接近200瓦時/公斤的模組，這個也是很大的提高。早期做動力電池的時候，2007-2008年，模組是80瓦時/公斤，現(xiàn)在快做到近200瓦時/公斤了，會有很大幅度的提高。

從材料角度來看，有一個非常清晰的脈搏，有大家非常熟悉的材料，今天跟大家講的有兩個材料：1.紅磷；2.硅碳。硅碳也是一位企業(yè)家在持續(xù)的關注，還是會有一些進步，能看到一些希望，我下面會稍微介紹一下。

我們最近發(fā)表了一篇文章，紅磷在1400毫安/時/克的條件下做很好的循環(huán)，現(xiàn)在能達到一兩千次。這個材料在做快充時，都會有很好的貢獻。達到目前電池的密度情況下，厚度是需要16微米，是非常薄了。這樣的話，體積：能量?和?密度：能量都會高一些，但是電壓會高一些，安全也會好很多。這個材料將來會在混動電池，在平衡量要求不那么極端的情況下，做混動電池具有非常好的前景，現(xiàn)在也有公司在進行產(chǎn)業(yè)化，至少材料成本是比較大的突破。

另外一個是硅，硅是非常難做的，2000年我們開始做硅，快20年了。這個是硅的曲線，在充電過程當中有一個平臺，這個平臺有很多的不同項目，最近我們也做到差不多1400毫安/時/克的情況，我想也可以有非常好的循環(huán)性能，現(xiàn)在我們也找到了一些從科學上為什么衰減的原因。如果一些問題有突破，硅還是很有希望的。我們也測算了一下，如果單獨的硅可以用的話，也能把負極的厚度可以降到十幾微米，能大幅提供電池的能量。體積同樣還是需要做電極工程，現(xiàn)在也是有方案的，材料就可以有期待了。

這是一個放電曲線，從電動車的角度來說，大家都希望開發(fā)比較理想的曲線，平衡量比較高，曲線有一定的斜度，不要像現(xiàn)在一樣比較低的狀態(tài)。這也是正極材料研發(fā)的方向，目前這個方向在汽車廠會有研發(fā)的進展，它在未來是很好的方向。

講到電極工程，做電池的人都很熟了，我們做材料的總反應時，就可以簡單推算一下正極、負極等等，在這里面最重要的一點是厚度越來越薄，如果是現(xiàn)有的基礎上再薄，動力電池就很難做到安全，開發(fā)新的機械強度非常高，又非常薄的隔膜，這是重要的方向。這是電芯的設計，大家都很熟了，也是有很大的潛力提升。不同的電池會有不同的要求，在傳熱方面也是很大的挑戰(zhàn)，這些大家都很熟了。

從科學家的角度來說，都希望顛覆性的技術來提升電池的發(fā)展，但是，實際上是很難的，因為顛覆性的技術做起來都有很多問題需要解決，是漸變式不斷的發(fā)展。這么多年來，電池能量不斷的提升，基本上是漸進式的發(fā)展。為什么講這個圖呢？就是很多新技術它們很難做的，你會發(fā)現(xiàn)一個新技術雖然很吸引人，但是真正用的時候會有很多的問題。

說到電解液的不穩(wěn)定，這些都有很多的問題，綜合性來看，我們今天主流的材料都是能吸收的，很多材料可以看出來，要達到很高頻率的電池，你可以選擇非常非常的少，從電極的層面就可以看得出來。這個是電池衰減的問題，非常非常多，要把一個電池做好非常不容易，也是很大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在很多做房地產(chǎn)的要來做電池了，恒大也有這個考慮，但是這是很大的挑戰(zhàn)，這是各種材料，目前能達到的能量情況。大家都比較熟的就不講了。

這些都是目前研究的情況。從我個人來說，硅負極還是比較有希望的負極，可以期待。還有紅磷，而且它的循環(huán)性能做的比較好，是有比較好的實用性。

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