圖為北京理工大學教授吳峰發表主題演講

　　2016年1月23日，由中國電動汽車百人會主辦，清華大學、中國汽車工業協會、中國汽車技術研究中心、中國汽車工程學會協辦的中國電動汽車百人會論壇（2016）在北京釣魚臺國賓館正式召開。北京理工大學教授吳峰表示，高必能新體系電池與超級電容之間的技術融合十分重要，將為動力電池掀開新的篇章。以下為發言原文：

　　各位來賓，下午好！參加中國電動汽車百人會的活動，聽了很多報告，學了不少東西。我理解中國電動汽車百人會好像是一個百家爭鳴的場所，允許發出100個聲音，所以大家可以討論嘛。因為我們是一個咨詢機構，我們給陳司長、張司長提點參謀意見，所以我們有什么都可以說，我想圍繞這個主題講點東西，所以就沒改題目。

　　我們是在中國的鎳氫電池和鋰離子電池在863計劃1987年開始的，當時有一個新興儲能材料，當中有一個儲氫材料、鋰電池材料，當時我是責任專家，組織這個項目，可以說材料也是電池的基礎和先導?，F在大家都知道，動力電池很多人都已經講了，是國際競相研發的熱點，在國家相關的規劃綱要當中都特別明確的提出了重點支持動力電池關鍵材料、電芯系統等研發，并提升電池能量密度等關鍵指標。特別是上次我看到創新工程里面，除了支持整車，就是支持動力電池，這個對于搞電池的人來說覺得也是很振奮的，而且董會長的中國汽車工程協會成立了動力電池的研發機構，讓汽車廠家目前來做。這對汽車行業說明電池還是很重視，但是我希望給我們點兒寬松條件。

　　我們動力電池發展當中現在面臨著幾個問題：

　　第一， 能否構建出新一代的高比能電池。

　　剛才國家相關的綱要里邊都特別提出了能量密度這個指標的概念。

　　第二，能否解決電池的安全可靠性問題，能否實現電池的長壽命，能否提高電池的性價比。我想這可能是動力電池發展當中的一個面臨的問題。

　　剛才也講了，三元材料體系可以說是新一代高比能鋰電的一個體系。三元和石墨、三元和硅碳，再下一代就是負鋰。根據我們的匡算，如果鋰離子電池能量密度達到300Wh/kg，如果用硅碳負極，正極的比能量一定要大于250mAh/g，因為在電池設計里面正極決定容量、負極決定壽命。一般是這么一個概念。我們主要在負鋰構造優化、納米尖晶石包覆、仿生膜的設計和研究。這方面我們研究出一種負鋰氧化物材料，具有高容量，就是276mAh/g，而且具有比較良好的高倍率性能。這個在國際現在發表的文獻當中是沒有的，在負鋰的高倍率、高容量方面這個數據還是領先的。

　　在負極方面，我們是做了一個無黏合劑的復合負極材料。大家知道，黏合劑本身是惰性的，想提高能量，我們用了一個直接的涂抹法來合成無需黏合劑的負極材料。

　　我們還做了聚苯胺包覆的納米硅材料，能夠達到175mAh/g。最近有一個報道，美國的勞倫斯伯克利實驗室，在負極里面加了氫，說這個容量可以提高5倍，如果我在這里面能夠放入氫的話，這個材料也還有點意思，這里邊我們把鋰離子電池有沒有可能和鎳氫電池做一個融合。

　　鋰離子電池的危險性其中一個來源在于電解液。比如說鎳氫電池、鎳鉻電池是堿性的電解液，六氟磷酸鋰也是電解液。我們現在也做了叫做泥漿型的電解液。它的性能對于安全性和循環問題性都是很有好處的。我們在三元和硅碳負極材料我們做了電池319，但是它的循環性能現在還不行，安全性也沒有考核，所以說鋰離子電池單純的如果要做高比能量，應該是可以做到，但要是做到產業化指標就很難，因為要有各種條件的約束。

　　從2002年開始，我主持一個國家科技部973的項目，一個二次電池新體系的研究。到2020年，我們提出了多電子的反應機制，就是鋰離子電池和鎳氫電池都是單電體的反應機制，能不能是大于1的，它是1，我們能不能大于1？就是反應電子數。第二個，在第二期973(2009年)的時候，我們又提出能不能采用氫元素材料。從去年2015年開始，第三期973，我們又提出一個多離子，能不能構筑氫元素、多電子、多離子反應的體系來提高電池的能量密度。這里邊主要就是，如何通過多離子效應和相關轉化機制，創建新的反應和環境，使惰性的物質成為活性的高容量電極材料。

　　剛才李泓也講了，鋰硫電池是二電子的體系，它的能量密度是高達2600Wh/kg，TNT是1700Wh/kg。電池做不好就是炸藥，在鋰硫電池里面，一個是如何提高單質硫的導電性，如何抑制鋰枝的產生，這方面我們設計出石墨烯的導電，通過納米孔隙多元復合等技術有效抑制了飛梭效應，我們也是在正極材料方面進行了一些研究，將氮和硫珊瑚狀的碳用于復合材料，提高性能。另外還有聚多巴胺用于電極隔膜的包覆性，抑制效率。單體5Ah的鋰硫電池能量密度是406Wh/kg。

　　我們和北京石油化工研究院也在合作。當時我們和陳院士他們一起做這個事情。他們當時提出，說每年石油化工的附產物硫磺每年1千萬噸，如果把硫磺作為鋰硫電池的原材料，可以降低鋰硫電池的成本。我現在有兩個博士生在做這方面的工作，這個可能也是一條途徑。

　　我們還研究了一個三電子的鋁離子電池。鋁是地球上含量很豐富的元素，理論比容量是2980Wh/kg。我們也是采用原位生長技術制備的無黏合劑三維結構正極，可有效規避由于黏合劑被腐蝕產生的難題。因為我們希望電池低成本，鋁也是低成本的，再一個是安全性，剛才好多人也講了，我就簡單說兩句。我們在第三期973里面提出了安全邊界的識別控制，安全問題不僅源于單體電池內部的失控反應，也取決于電池系統的匹配，電池安全閾值邊界的識別，控制與互聯網+智能電池，可確保安全性。從電極材料、隔膜、電解液---這個也是不燃的電解液，陶瓷隔膜。

　　我們還作了一個新型的固態化的電解質材料，我們這個材料使用電導率達到了10-3，這是一個很關鍵的數，如果達到10-4，在應用方面就有問題，我們希望能達到10的-3。

　　綜合電池的能量密度和安全性來講，從高比能的二次電池新體系發展路線，從多電子反應到輕元素、多電子反應材料，到新體系的固態化電池，到全固態電池

　　我還講一點廢舊鋰離子電池的綠色回收開發。這方面大家也越來越重視。日本廢舊金屬的回收方面，通過電子線路回收，每年金的產量已經超過了世界最富產的南非，銀的產量超過了世界最富產的波蘭。我們鋰資源現在越來越匱乏，鋰資源如何更好的利用，我們是采用了環境消耗天然有機酸的回收技術，和國外目前采用的強酸、硫酸、硝酸相比，我們的處理過程是綠色的，我們在進取率和進取時間方面都優于強酸的水平，國外對我們也給予了比較高的評價。

　　結束語。隨著新能源汽車的深入普及與發展，動力鋰離子電池的爆發性需求已延伸到上游鋰礦資源，正極、負極、隔膜與電解液等相關產業，鋰離子動力電池市場正開始進入黃金期，動力電池產業已從低谷中走出，但會不會步入另一個低谷。很多人提出這方面的憂慮，比如我們原材料漲價，我跟原材料廠家也說了，你如果再漲的話會不會變成石油了，以后價格又下來了。

　　在2000年電動汽車項目啟動會上，徐冠華部長當時曾指出，“電動汽車的關鍵是電池，電池的關鍵是成本和安全。”昨天陳院士也特別講這個，我們今天回想起來仍然有深刻的預見性，剛才也有企業講到安全性的問題，當年索尼公司炸了一個筆記本電腦，全公司賠的一塌糊涂，可以說相當于一蹶不振，所以安全性是非常重要的。

　　鎳氫電池、鋰離子電池、高比能新體系電池和超級電容器之間的技術融合十分重要，這種技術融合的本身也是創新和突破，將和互聯網+智能電池一起，為我國動力電池的發展掀開新的篇章。謝謝！