为什么要发展电动汽车，动力电池能量密度的发展方向

为什么要发展电动车？很多人都很清楚。很多人在考虑电动车是不是方向，因为现在不大容易赚钱，今年电动车的发展速度也减慢了，我个人觉得其实从很多目标来说，我们都会确定电动车一定是一个方向，出现了问题，国家会进一步思考，但是这一定是方向，大家要看重。无论是经济、社会、发展，尤其我国的汽车产业从中央来说要变成汽车强国，电动车是没有选择的一条路，必须要走，而且从全球来说也是很好的方向。对于我们国家，各个方面条件是具备的，也是一个很好的方向。

这是国际能源机构的预测，2030年得有2.2亿辆电动车，这种电动车绝大部分是纯电动车，会走进千家万户。这是发展方向。一个新产业链是复杂的体系，它要走进社会是很复杂的过程，今天电动车已经到了引入市场的转折点，现在发展慢是由于原来发展太快，但跟别的行业相比是发展快的。世界上最强的车场都已经杀入电动车了，比如说大众，在上海大众的计划，现在做的所有生产线都是混合生产线，并且逐步把电动车比例提升上去。按照规划，5年后，上海大众就不生产燃油车了，全部生产电动车，这是到了转折点，转折点的标志是传统燃油车增幅会下降，但是会保有一定的量。但是，电动车会有一个非常快的增长。这是一个行业的发展情况。

中国的增长肯定是快的，就不多说了。中国补贴退出之后，现在增长有所放缓。现在还有一些技术上的问题，包括里程、成本和安全等几个方面的问题。

全世界的科学家在能源领域，对锂电的研究是非常多的，占的比重是最大的。一个体现是全球发的文章中，在能源领域，锂电已经超过三分之一，基本上是主流的方向，有很多的体系在做。从产业链和学术界的综合来看，可能最现实的还是在现有的体系上不断的改进。像大家讲的动态电池什么时候装在车上，这个有非常大的确定性，也有可能永远不会装在车上。这是我们国家的路线图，现在300瓦/时逐渐变成主流产品，从学术界来说还有很多的研究，一个是锂电池，它发展了60年历史，但还是在实验室待着。锂电负极全球的研发力量加入，但是还没有解决一些技术问题，目前的技术进步还没有可以走向产业的阶段，基本上是处于探索。

再说价格，价格是最大的焦虑，车辆是价格非常敏感的，所以价格就非常的重要。下一阶段电池的成本会非常低，我得到的信息，C公司给主流车场的报价，2020年底，模组会是7毛钱，就会非常低了。可能很多企业就抗不住了，7毛钱怎么弄啊。平台量的提高，自然就会降低成本。价格是很重要的，价格之后就是比能量。大家会把能量看在材料上，全世界的科学家80%也是材料科学家，他们在做很多努力。作为动力电池来说，从材料、电芯、电芯工程再到模组，它对提升能量有很大的贡献。目前来看，在材料层面提高是很明显的，比如说材料200毫安时/3.7伏至300毫安时/3.7伏，这就是明显的提高。在电芯阶段还有40-50%的提高；模组的潜力很大，现在也有企业在做模组电芯，就是电芯和模组统一的设计，有企业告诉我，他们已经接近200瓦时/公斤的模组，这个也是很大的提高。早期做动力电池的时候，2007-2008年，模组是80瓦时/公斤，现在快做到近200瓦时/公斤了，会有很大幅度的提高。

从材料角度来看，有一个非常清晰的脉搏，有大家非常熟悉的材料，今天跟大家讲的有两个材料：1.红磷；2.硅碳。硅碳也是一位企业家在持续的关注，还是会有一些进步，能看到一些希望，我下面会稍微介绍一下。

我们最近发表了一篇文章，红磷在1400毫安/时/克的条件下做很好的循环，现在能达到一两千次。这个材料在做快充时，都会有很好的贡献。达到目前电池的密度情况下，厚度是需要16微米，是非常薄了。这样的话，体积：能量 和 密度：能量都会高一些，但是电压会高一些，安全也会好很多。这个材料将来会在混动电池，在平衡量要求不那么极端的情况下，做混动电池具有非常好的前景，现在也有公司在进行产业化，至少材料成本是比较大的突破。

另外一个是硅，硅是非常难做的，2000年我们开始做硅，快20年了。这个是硅的曲线，在充电过程当中有一个平台，这个平台有很多的不同项目，最近我们也做到差不多1400毫安/时/克的情况，我想也可以有非常好的循环性能，现在我们也找到了一些从科学上为什么衰减的原因。如果一些问题有突破，硅还是很有希望的。我们也测算了一下，如果单独的硅可以用的话，也能把负极的厚度可以降到十几微米，能大幅提供电池的能量。体积同样还是需要做电极工程，现在也是有方案的，材料就可以有期待了。

这是一个放电曲线，从电动车的角度来说，大家都希望开发比较理想的曲线，平衡量比较高，曲线有一定的斜度，不要像现在一样比较低的状态。这也是正极材料研发的方向，目前这个方向在汽车厂会有研发的进展，它在未来是很好的方向。

讲到电极工程，做电池的人都很熟了，我们做材料的总反应时，就可以简单推算一下正极、负极等等，在这里面最重要的一点是厚度越来越薄，如果是现有的基础上再薄，动力电池就很难做到安全，开发新的机械强度非常高，又非常薄的隔膜，这是重要的方向。这是电芯的设计，大家都很熟了，也是有很大的潜力提升。不同的电池会有不同的要求，在传热方面也是很大的挑战，这些大家都很熟了。

从科学家的角度来说，都希望颠覆性的技术来提升电池的发展，但是，实际上是很难的，因为颠覆性的技术做起来都有很多问题需要解决，是渐变式不断的发展。这么多年来，电池能量不断的提升，基本上是渐进式的发展。为什么讲这个图呢？就是很多新技术它们很难做的，你会发现一个新技术虽然很吸引人，但是真正用的时候会有很多的问题。

说到电解液的不稳定，这些都有很多的问题，综合性来看，我们今天主流的材料都是能吸收的，很多材料可以看出来，要达到很高频率的电池，你可以选择非常非常的少，从电极的层面就可以看得出来。这个是电池衰减的问题，非常非常多，要把一个电池做好非常不容易，也是很大的挑战。现在很多做房地产的要来做电池了，恒大也有这个考虑，但是这是很大的挑战，这是各种材料，目前能达到的能量情况。大家都比较熟的就不讲了。

这些都是目前研究的情况。从我个人来说，硅负极还是比较有希望的负极，可以期待。还有红磷，而且它的循环性能做的比较好，是有比较好的实用性。

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