晏成林：未来新能源发展方向

编者按：9月12日，第五届未来能源大会全球 CTO 论坛在江苏省常州市武进区成功举办，论坛围绕清洁能源、储能技术、能源效率提升、智能电网等方面最新进展，分享探讨有助于减少温室气体排放、降低能源成本、提高能源供应可靠性的研究成果和实践经验。会上，常州大学副校长晏成林先生作了《未来新能源发展方向——高比能、长寿命、全温区、高安全电池》的演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

晏成林：各位领导、各位嘉宾，大家下午好!

今天我的题目是“未来新能源发展方向”，我是十年前从德国回到苏州大学，这个月初我从苏州大学到常州大学，向新能源之都奔赴。我这一二十年一直做新能源领域的前沿技术开发，我作为在这个领域的一位研究人员，就谈谈在世界最科技的、最前沿，未来的能源发展方向、电池发展方向怎么去发展。四个关键词，分别是高比能、长寿命、全温区、高安全电池，这四个关键词代表风电、太阳能光伏、动力电池、储能电池市场占有率怎么样进一步提升，比亚迪在十年前续航里程才多少，才一百、两百公里不到，现在提升多少?五百、八百甚至一千公里，所以未来高比能电池非常重要，只有通过技术的开发，高比能电池的进一步去提升，人的感受感、市场渗透率才能进一步提升，而不是一味的去等，市场渗透率怎么进一步提升，怎么从深圳甚至到遥远的北方，我今年8月份的时候去过一汽、红旗轿车，一汽年初才刚刚宣称全面进军新能源市场，为什么?因为他们在东北，所以全温区电池的突破对整个行业发展非常重要，我们在海上、在偏远的地区，我们在东北，怎么把市场占有率进一步提升呢?现在我们有了这个技术以后，我们开发的电池到零下40、零下50，甚至零下60，我们的续航里程能达到大家所能够接受的程度。全温区代表什么?一个是低温电池，一个是高温电池，现在天气变暖，所使用的温度能达到40度，高温之后带来很大的应用瓶颈，续航里程、寿命就下降了。还有一个安全问题，漏液安全，起火、燃烧、爆炸的问题，所有这些问题，对产业的发展，我们的储能、动力电池，不管你是风能还是光伏，必须用能源把它存储起来，怎么样存储呢?关系到高安全、全温区电池技术的突破。到现在为止，这些技术突破还需要进一步去提升，续航里程、低温问题、高温问题、安全性问题，我们讲讲这些怎么去突破，未来怎么去发展，这是我今天的一个主题，从宏观到微观，从一个普通研究者怎么样去解决这些问题。

大家都知道，战略新兴产业的重大需求，只有突破这四大关键问题，使我们的生活中不管是从新能源汽车、消费电子，还是深空探测、UPS电源、5G基站，以及到未来军事方面的应用，现在潜艇、坦克、电动飞机我们都在试行。所有这些技术领域的突破，都是从续航里程，电动飞机至少几千公里，在万米高空低温问题怎么去解决?技术始终是引领这个产业前进的方向，只要有线的地方都要用电池取代，作为这个领域的前沿研究者要突破这些方向。

我简单给大家介绍一下我自己，我是2014年从德国回到苏州，在苏州工作了接近了十年的时间，2018年在苏州大学作为新能源学院的创始院长，五年的时间，今年我到常州来，一方面做自己前沿领域的科学研究，另外一方面怎样在这个领域引领产业链、生态链、创新链、技术链，把它打造实，所以在国家层次方面也得到了组织的支撑，包括在国际国内学术会议上，怎样引领广大的科研工作者，把这些技术走深走实，引领产品更加智慧化发展。

战略新兴产业讲两个例子，一个是动力电池，动力电池今年市场方面有一些波动，为什么?技术还没有解决，新能源市场是人的感受问题，如果安全问题解决了，续航里程一千公里以上了，现在也比较安全，我估计家喻户晓，每一个人都会买的，关键问题是突破安全、续航里程的问题。还有储能市场，大家说才刚刚开始，这也是国家重大战略，包括现在的差价，晚上和白天的差价会达到一块以上，晚上储，白天去用，这就需要我们开发新型储能电池，长寿命，寿命非常重要，如果用五年十年那是不行的，成本还收不回来，所以我们要开发更长寿命的电池，这些市场的突破需要我们进一步地把我们的技术，把我们的应用场景去走深走实，对于未来来讲，我们现在还没有到半山腰，不管是动力，还是储能，但所有这些市场更进一步的渗透，需要我们技术去解决。

这是我们在各个领域的应用，包括高比能电池、长续航电池，还有高功率电池、耐低温电池、全温区电池、高安全电池，所有这些应用场景需要我们进一步去开发。

这个稍微专业一点，从科研的前沿，我们一直在讲底层材料创新是驱动电池产业发展的重要动力之一，大家都知道宁德时代、比亚迪，早期他们通过提高自己的制造能力，提高自己的产品良率，实现在这个领域的蓬勃发展，但到现在这个时候，一定是材料创新从0到1的技术突破，才能解决整个行业的发展，特别是对整个应用场景的提出了更高的要求，现在我们用的磷酸铁锂电池、三元电池比较多一点，未来还有很多新型体系，比如钴酸锂、磷酸锰铁锂体系，都比现在的磷酸铁锂体系、三元体系更便宜、性能更好，包括无钴体系、钠离子电池体系等等，还有很多体系，就是应对着我们在新能源市场更多机会的选择。这些很多体系正在开发，给我们的未来带来广阔的发展空间，这是未来对于能源产业来讲很大的支撑方向，我们可以看到前景非常广阔，前景广阔的同时，需要开发所有这些新的体系，终极目标是开发固态电池体系，最重要的是固态电解质正极负极，我们使用高能量密度的材料，只有这样才能实现高能量密度电池的开发，电池结构很简单，所有这些材料创新才能实现电池性能提升，这样储能、动力电池才能跑得更远。

对于面向快速推进的储能产业，大幅提高电芯寿命及本征安全是行业急需解决的痛点问题，储能至少要用到15年、20年、30年，这就对电池性能提出了更高的要求，但现在还是很多技术需要解决，包括长寿命成本安全，成本高的话没法接受，开发一些新的电池体系，包括磷酸铁锂体系、钠离子电池体系，针对锂资源缺乏的问题来解决这些问题。

另外一个多场景应用体现了锂电池的优势，也是锂电池发展的驱动力，现有锂电池存在低温环境下的趴窝、续航、折腰等等问题，现在一步步在解决，这些代表未来科研攻关的重点方向，材料创新。消费者对电池快充快放、高功率智能家居、电动工具的需求越来越高，包括手机、照相机、充电宝等等，也提出了更高的要求。前不久一家公司找到我，他们的产品是出海的，面临什么问题?因为他们使用的液态电池，温度一高液态电池会胀气，所以技术的推进能给市场带来翻天覆地的变化，这不是弯道超车，而是换道超车。

全固态电池是行业发展的未来，有几个技术指标，对应用场景的打造，这是我们一直追求的一个终极目标，兼顾高安全性能、高比能、固态电池的高性能材料，中国制造业水平提高的非常快，所以说我们要创新，制造是一个工艺过程，自动化水平非常好，材料创新，0到1的创新是整个新能源行业发展的关键。

总结来讲制约全球锂电行业发展的关键瓶颈有几大问题，高比能电池的开发，长寿命电池的应用，全温区、高安全电池的解决。这个我就不讲了，因为时间关系，这涉及到非常细节的东西，从底层逻辑来讲，怎么去解决，这是我一二十年一直从事的工作，这是我在苏州大学团队，包括我在德国带的团队，现在在常州大学带的团队需要做的工作，希望和更多的企业合作，面向产业应用。这是我们学术的东西，怎样从0到1的创新工程，从分子原子的角度出发去合成一些新的材料，这些材料最终解决产品应用端的问题，这是我们团队开发的一些成果，包括我们开发了新型的产品，包括形成一些固态电池的产品，这是我们的一些成果，包括用在储能电池、动力电池、消费类电池，怎样革新这个市场，换道这个市场，这是我们团队自己的结果，包括一些储能电解质、超长循环寿命、耐高温性能，在储能来讲度电成本大幅下降，使用寿命更长。这是几个成果应用的场景展示，这是解决续航里程焦虑的问题，这是动力电池组的方面，这是消费类电池、固态电池的应用。

这是我们做的针刺试验，对液态电池挤压、穿刺都会冒烟，冒烟之后一点就着，就不安全，我们开发的针刺试验没有这种现象发生，这是我们多种应用场景非常关键的问题。

这是我们未来重要的新能源电池，支持光伏、风电、分布式发电方面整个研究的重点，谢谢大家。