12月13日-14日，以“风起云涌、敬畏与生存”为主题的2018中国新能源汽车产业峰会暨第五届中国动力电池大会在深圳召开。本次盛会，共有30余位行业专家发表主题演讲，吸引到来自材料设备、动力电池、新能源汽车领域600余位产业家和企业代表，共同探讨新能源汽车共同趋势，交流解决方案。

吕金钊演讲中

12月14日，上海卡耐新能源有限公司吕金钊以《高能量密度动力电池未来发展》为题做了精彩演讲。演讲围绕下面分三部分进行，第一部分介绍一下高能量密度电池发展驱动力。第二部分介绍一下高能量密度电池代表形式，固态电池研究现状。第三部分，从一名电池设计开发者角度谈一谈高能量密度电池面临的问题和挑战，以及解决这些问题和挑战所采取的方法和策略。

高能量密度电池发展驱动力

从消费者的角度来看，新能源汽车发展目前主要面临的问题有以下三点：第一，续航里程短。第二，充电难。第三，新能源汽车成本比较高。吕金钊表示，新能源汽车普及过程中面临最大问题就是续航里程，他认为开发高能量密度电池是解决消费者焦虑最切实可行的方式之一。

在国家层面，新能源汽车补贴政策也将续航里程做为重要的指标，在政策方面给予引导。十三五规划，中国制造2025、汽车产业中长期发展规划均对锂离子动力电池能量密度提出具体指标，例如2020年动力电池锂离子电池能量密度达到300Wh/kg，美国、日本、韩国对电池能量密度都有较高指标。

就目前来看，磷酸铁锂要获得较高能量密度，是将铁锂活性含量由原来94%提升到96%，目前能达到的比能量仅仅有170~180Wh/kg，和国家制定的目标相比，还有很长的路要走。

从三元体系来看，从最初111体系变化到523体系，变成622甚至811体系。另外是高电压体系，将电压提升到4.2V做到4.4V，对于软包动力电池比能就是在250~260Wh/kg，更高能量密度就是高镍、811或者富锂锰体系，但离400Wh/kg目标还是有差距。

以现有技术来看，要想实现下一代高能量密度体系，400Wh/kg目标，吕金钊表示，有三大电池体系能够满足：固态、锂硫、锂空气电池，但锂硫、锂空气电池国内进展缓慢，固态电池应给与更多关注。

固态电池发展现状

欧阳明高教授曾对以上三种电池体系做了评述，固态电池进展比较平缓，但是稳中有进，他的态度比较乐观，在2019年固态电池实现产业化。对于锂硫、锂空气电池国内进展缓慢，有人关注到中国科学院大连化物所他们在锂硫电池取得进展，但是没有应用到动力电池。

吕金钊认为，接下来应重点关注一下高能量密度电池进展比较顺畅的固态电池。固态电池与传统锂离子电池最大区别就是电解质使用。固态电池摆脱液态电解质的束缚，因此呈现高安全性、高能量密度，适用范围会更广。

他表示，正是由于这些优点，在国外许多企业和科研机构均在积极部署，比如法国雷诺、本田、丰田均在积极部署，从现状来看他们也是处于实验室小批量生产，能量密度没有达到更高指标，同时电池容量仅仅处于几十Ah的水平上。

从国内现状来看，2018年对于中国固态电池应该是比较利好的一年，包括国内组建第一条固态锂离子电池生产线等，另外宁德时代、比亚迪、国轩等都是在积极布局，现状和国外一样，仅仅处于实验室开发，比容量并没有达到国家制定的400Wh指标。

据吕金钊透露，上海卡耐新能源也在通过与高校科研机构强强联合开发固态电池，目标是在2020年将固态电池开发成型。

高能量密度电池面临的问题与挑战

最后，吕金钊结合高能量密度电池开发，谈了高能量密度电池面临的问题与挑战，以及解决问题采用的方法。

对于电池而言，首先是能量密度的载体，能量密度越高，电池越不稳定。从特斯拉等一系列安全事故的发生，大家锂离子动力电池安全性问题更加重视。另外就是倍率性能，为了开发高比能电池，大家往往采用的策略将活性组分提高，比如隔膜都变薄，势必影响倍率性能发挥。他表示，如何做到高比能量电池和倍率电池也是要研究的重点问题。高比能电池开发过程中怎么样兼顾成本，怎么样兼顾低温特性。

基于对锂离子高能量密度电池安全性方面的考虑，吕金钊从隔膜，电解，正极材料三个层面做了分析。

第一个层面，从隔膜角度进行分析，隔膜在锂离子电池中起到离子传输，电子绝缘的效果。从目前所使用的隔膜，一般在130，PP是150，锂离子发生热失控内部温度达到200甚至更高。开发高比能电池，析锂现象会加剧，尤其在大倍率快充情况下，怎么样将电池析锂解决，抑制析锂和内短路。另外怎么样从正极抑制氧化。从隔膜发展趋势来看，采用耐高温，收缩率比较高，通过涂覆PVDF、二氧化硅、三氧化二铝实现。通过涂覆改进之后，隔膜热收缩性有明确提升。

第二个层面，电解液本身是有EC、PC、DEC成分组成，这些成分当电池发生热失控的时候，都会燃烧、着火。怎么来抑制着火发生？开发高比能能量电池，这是对电解液需要解决的问题，我们可以和电解液厂家合作开发，通过添加阻燃添加剂抑制着火的发生。

第三个层面是在材料体系里面，随着镍含量的提升，氧的释放，温度降低。比如111，最初分解温度在300多，在811的时候温度已经降到200多。还有表面残碱水的控制，对水的特别敏感体现在制成过程中容易形成活动。水一旦有的话，我们在后续很难去除，这对安全也是不利的，另外也是表面残碱，郑博士一直有提到，表面残碱会加剧高镍材料混合程度，加速尖晶和氧释放程度，我们可以适当降低镍的含量，如果根据能量密度的要求，我们可以在这里面掺杂一些锰酸锂，我们采用622和523，上升到4.3V，这都是从正极材料提升高比能量密度电池安全性的策略。

最后，吕金钊做了总结与展望。第一，解决消费者续航里程焦虑症成为高能量电池发展的驱动力。第二，固态电池作为高能量密度电池方向之一，仍需攻克很多技术问题，量产需要充分的验证。高能量密度电池的开发尤其要关注电池的安全性。第四，兼顾“高安全、低成本、大倍率、低温特性”高能量密度电池开发是设计过程中需要思考的问题。

（文章根据现场速记内容整理，未经本人审核）

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