工程院院士吴锋：动力电池别急功近利，产业发展取决市场

中国新能源汽车产业的跨越式增长推动了动力电池技术的快速发展，随后的动力电池退役引起了各方的关注。8月1日，《新能源汽车动力电池回收可追溯管理暂行规定》（简称《可追溯规定》）将正式实施，强调实行生产者责任延伸制，要求汽车生产企业承担动力电池回收的主体责任。这项规定为避免资源浪费和环境污染带来了好消息。中国工程院院士、北京理工学院绿色能源研究所所长吴峰表示，发展锂电池产业，应同时做好先进的电池技术研发和锂资源的高效利用。动力电池回收应尽可能采用绿色回收技术，避免对环境造成二次污染。

中国工程院院士、北京理工学院绿色能源研究所所长吴峰（资料图）需要在多方面取得突破。早在2000年中国电动汽车项目启动时，时任科技部部长的徐冠华就指出，电动汽车的关键是电池。目前，锂电池已经成为人们关注的焦点。在吴峰看来，锂离子电池具有比能大、循环寿命长、安全性能好、充放电快等优点，这使得相关技术和关键材料成为国际研发的热点，成为新一代信息通信（5G）、电动汽车、，储能电站和国防安全。近日，据报道，美国国家航空航天局正在开发的X-57纯电动飞机项目已经进行了三年，其处女航即将实现，实现空中零排放。未来的商业化需要电池技术的突破性发展。中国对新能源汽车的补贴已经呈现出去补贴的趋势。今年，财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委联合印发了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》。纯电动乘用车补贴开始下降，对动力电池能量密度的要求进一步提高。吴峰认为，动力电池和新能源汽车的发展必须努力满足市场的发展需求。此举旨在鼓励高能量密度电池的发展，从而实现新能源汽车更长的续航里程，满足市场的进一步需求。2020年将取消补贴，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。“十三五”以来，动力电池能量密度指标的发展趋势越来越高。2015年，动力锂离子电池的能量密度指数为120~180 WHr/kg，材料体系主要为磷酸亚铁锂石墨和三元材料石墨。近期，2020年新一代动力锂离子电池的能量密度指标为：富锂材料硅碳负极系统的电池芯为300 WHr/kg。从中长期来看，中期（2025年）将实现400 WHr/kg，长期（2030年）将达到500 WHr/kg。近年来，电池的关键材料和技术取得了显著进步，但仍有改进空间。这是指综合性能的提升空间，包括电池安全性、能量密度、功率密度、寿命和成本。只有提高电池的综合性能，才能更好地适应新能源汽车市场的发展。从技术角度来看，锂离子电池应该可以简单地实现高比能，但由于各种条件的限制，很难实现高指标的工业化。吴峰认为，利用三元正极材料和硅碳正极材料，可以制备出能量密度为319 WHr/kg的高比能锂离子电池……

然而，动力锂离子电池能量密度的提高不仅与阳极和阴极材料有关，而且对电解质的要求越来越高。锂离子电池的危险来源之一在于电解液。因此，在看清动力电池重要性的同时，我们也应该考虑一些工业化指标的实现方式。特别是电池能量密度作为一个关键指标，如何在兼顾安全性、可循环性、倍率等指标的同时提高比能，这就需要企业专注于技术创新和研发。事实上，高比能电池的研究是业内最先进的技术。吴峰主持的国家973锂离子电池研究项目自2002年以来已经历了三个阶段。该项目的主要研究思路是从“轻元素、多电子反应”材料入手，结合多离子效应，开发高活性电极材料，构建高比能二次电池新体系。回收过程中需要绿色技术。目前，二次电池产量急剧上升，已渗透到国民经济和人民生活的各个领域，电池给社会带来了巨大的环境和资源压力。研究表明，一块20克的手机电池可以污染三个标准游泳池的水；

如果被遗弃在土地上，它可以污染1平方公里的土地约50年。在吴峰看来，如果将数吨电动汽车动力电池丢弃在自然环境中，将会有大量重金属和化学物质进入大自然，对环境造成极大污染。正是由于存在大量的污染隐患，动力电池行业必须加快完善回收机制的步伐。动力电池的回收越来越受到人们的重视。在全球范围内，吴峰的预测是，到2020年，全球使用的锂电池数量将约为250亿个。对环境的负面影响将越来越严重，锂资源将越来越稀缺，因此回收动力电池迫在眉睫。在此背景下，《回收利用可追溯性规定》将于8月1日起施行。动力锂离子电池的一般使用寿命约为20年，但当一般容量衰减到80%以下时就会退役，使用时间约为3~8年。作为全球最大的新能源汽车市场，吴峰认为，要汇聚全行业力量，在关键环节逐一实现突破。动力电池回收既涉及环境问题，也涉及成本问题。毕竟，锂资源和钴资源都是不可再生资源，因此废旧电池材料的回收利用具有重要的经济效益和社会效益。以日本为例。通过回收废金属，回收的黄金年产量超过了世界上最富有的国家南非，白银产量超过了全球最富有的国家波兰。在回收技术方面，目前国内外普遍采用强酸技术，强酸回收处理难以避免二次污染。吴峰的团队采用了环境消耗的天然有机酸的回收技术。与目前国外使用的强酸、硫酸和硝酸相比，处理工艺是绿色的，提取率和提取时间都优于强酸，实现了废旧锂离子电池的绿色高效回收。至于正极材料，使用天然有机酸（柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等）回收废电池中的金属离子，锂离子和钴离子的提取率均在90%以上。最近，天然琥珀酸的提取率从94%提高到99%，提取的电池材料也符合要求，可以制备出合格的正极材料。至于阴极材料，最初的想法是回收碳阴极是不划算的。北京理工学院的想法是研究如何通过回收废旧锂电池来制备用于高磷污水处理的碳吸附剂。目前，磷的吸附能力高达588μg/g，是目前最高的碳吸附剂之一，污水处理后的吸附剂也可以直接用作土壤缓释肥料。在吴峰看来，新型绿色二次电池的发展源于二次电池固体电解质材料和镍氢电池储氢材料的研究，依赖于关键材料和技术的创新和进步。其团队由北京理工学院、武汉大学、清华大学等单位的专家组成，自2002年以来已合作16年。这些年我的一个经验是，创新不是炒作，所以不能急功近利，否则就是昙花一现；

工业发展取决于市场，我们不能鼓励它，否则它将成为过去。中国新能源汽车产业的跨越式增长推动了动力电池技术的快速发展，随后的动力电池退役引起了各方的关注。8月1日，《新能源汽车动力电池回收可追溯管理暂行规定》（简称《可追溯规定》）将正式实施，强调实行生产者责任延伸制，要求汽车生产企业承担动力电池回收的主体责任。这项规定为避免资源浪费和环境污染带来了好消息。中国工程院院士、北京理工学院绿色能源研究所所长吴峰表示，发展锂电池产业，应同时做好先进的电池技术研发和锂资源的高效利用。动力电池回收应尽可能采用绿色回收技术，避免对环境造成二次污染。

中国工程院院士、北京理工学院绿色能源研究所所长吴峰（资料图）需要在多方面取得突破。早在2000年中国电动汽车项目启动时，时任科技部部长的徐冠华就指出，电动汽车的关键是电池。目前，锂电池已经成为人们关注的焦点。在吴峰看来，锂离子电池具有比能大、循环寿命长、安全性能好、充放电快等优点，这使得相关技术和关键材料成为国际研发的热点，成为新一代信息通信（5G）、电动汽车、，储能电站和国防安全。近日，据报道，美国国家航空航天局正在开发的X-57纯电动飞机项目已经进行了三年，其处女航即将实现，实现空中零排放。未来的商业化需要电池技术的突破性发展。中国对新能源汽车的补贴已经呈现出去补贴的趋势。今年，财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委联合印发了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》。纯电动乘用车补贴开始下降，对动力电池能量密度的要求进一步提高。吴峰认为，动力电池和新能源汽车的发展必须努力满足市场的发展需求。此举旨在鼓励高能量密度电池的发展，从而实现新能源汽车更长的续航里程，满足市场的进一步需求。2020年将取消补贴，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。“十三五”以来，动力电池能量密度指标的发展趋势越来越高。2015年，动力锂离子电池的能量密度指数为120~180 WHr/kg，材料体系主要为磷酸亚铁锂石墨和三元材料石墨。近期，2020年新一代动力锂离子电池的能量密度指标为：富锂材料硅碳负极系统的电池芯为300 WHr/kg。从中长期来看，中期（2025年）将实现400 WHr/kg，长期（2030年）将达到500 WHr/kg。近年来，电池的关键材料和技术取得了显著进步，但仍有改进空间。这是指综合性能的提升空间，包括电池安全性、能量密度、功率密度、寿命和成本。只有提高电池的综合性能，才能更好地适应新能源汽车市场的发展。从技术角度来看，锂离子电池应该可以简单地实现高比能，但由于各种条件的限制，很难实现高指标的工业化。吴峰认为，高比能锂离子电池具有……

使用三元阴极材料和硅碳阴极材料可以制备319WHr/kg的能量密度。然而，动力锂离子电池能量密度的提高不仅与阳极和阴极材料有关，而且对电解质的要求越来越高。锂离子电池的危险来源之一在于电解液。因此，在看清动力电池重要性的同时，我们也应该考虑一些工业化指标的实现方式。特别是电池能量密度作为一个关键指标，如何在兼顾安全性、可循环性、倍率等指标的同时提高比能，这就需要企业专注于技术创新和研发。事实上，高比能电池的研究是业内最先进的技术。吴峰主持的国家973锂离子电池研究项目自2002年以来已经历了三个阶段。该项目的主要研究思路是从“轻元素、多电子反应”材料入手，结合多离子效应，开发高活性电极材料，构建高比能二次电池新体系。回收过程中需要绿色技术。目前，二次电池产量急剧上升，已渗透到国民经济和人民生活的各个领域，电池给社会带来了巨大的环境和资源压力。研究表明，一块20克的手机电池可以污染三个标准游泳池的水；

如果被遗弃在土地上，它可以污染1平方公里的土地约50年。在吴峰看来，如果将数吨电动汽车动力电池丢弃在自然环境中，将会有大量重金属和化学物质进入大自然，对环境造成极大污染。正是由于存在大量的污染隐患，动力电池行业必须加快完善回收机制的步伐。动力电池的回收越来越受到人们的重视。在全球范围内，吴峰的预测是，到2020年，全球使用的锂电池数量将约为250亿个。对环境的负面影响将越来越严重，锂资源将越来越稀缺，因此回收动力电池迫在眉睫。在此背景下，《回收利用可追溯性规定》将于8月1日起施行。动力锂离子电池的一般使用寿命约为20年，但当一般容量衰减到80%以下时就会退役，使用时间约为3~8年。作为全球最大的新能源汽车市场，吴峰认为，要汇聚全行业力量，在关键环节逐一实现突破。动力电池回收既涉及环境问题，也涉及成本问题。毕竟，锂资源和钴资源都是不可再生资源，因此废旧电池材料的回收利用具有重要的经济效益和社会效益。以日本为例。通过回收废金属，回收的黄金年产量超过了世界上最富有的国家南非，白银产量超过了全球最富有的国家波兰。在回收技术方面，目前国内外普遍采用强酸技术，强酸回收处理难以避免二次污染。吴峰的团队采用了环境消耗的天然有机酸的回收技术。与目前国外使用的强酸、硫酸和硝酸相比，处理工艺是绿色的，提取率和提取时间都优于强酸，实现了废旧锂离子电池的绿色高效回收。至于正极材料，使用天然有机酸（柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等）回收废电池中的金属离子，锂离子和钴离子的提取率均在90%以上。最近，天然琥珀酸的提取率从94%提高到99%，提取的电池材料也符合要求，可以制备出合格的正极材料。至于阴极材料，最初的想法是回收碳阴极是不划算的。北京理工学院的想法是研究如何通过回收废旧锂电池来制备用于高磷污水处理的碳吸附剂。目前，磷的吸附能力高达588μg/g，是目前最高的碳吸附剂之一，污水处理后的吸附剂也可以直接用作土壤缓释肥料。在吴峰看来，新型绿色二次电池的发展源于二次电池固体电解质材料和镍氢电池储氢材料的研究，依赖于关键材料和技术的创新和进步。其团队由北京理工学院、武汉大学、清华大学等单位的专家组成，自2002年以来已合作16年。这些年我的一个经验是，创新不是炒作，所以不能急功近利，否则就是昙花一现；工业发展取决于市场，我们不能鼓励它，否则它将成为过去。

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