吳鋒是北京理工大學能源與環境材料學科的首席教授,身兼中國電池工業協會副理事長、中國化學與物理電源行業協會副理事長、國家“973”高性能二次電池項目首席科學家、國家工信部新能源汽車準入專家委員會委員等職……
曾擔任國家“863”計劃新材料領域專家委員會常委、功能材料專家組副組長、國家科技部鎳氫電池專家組組長、國家“863”計劃電動汽車重大專項總體專家組成員、動力電池責任專家等的他,作為第一完成人,獲得過一項國家技術發明二等獎和一項國家科技進步二等獎,還獲得了“何梁何利基金科學與技術進步獎”和“國際電池材料學會(IBA)科研成就獎”等四項國際獎。
中國工程院院士、在電池領域建樹頗深的楊裕生是這么評價吳鋒的,“吳鋒教授關注新型電池領域,在提高電池的比能量及其他性能方面都做出了很系統的工作,電池產品不單單應用在電動汽車上,也用在其它產品中,所以他的工作同樣具備特色。”
吳鋒對于鋰電池和新能源汽車的發展,他甚是關切,“2020年補貼就取消了,當務之急是想辦法讓電池和新能源汽車更好地適應市場的發展和需求,這是最核心的問題。”
1 需求牽動動力電池技術發展
隨著新能源汽車產業不斷發展,市場日益擴大,國家的要求也變得越來越嚴格。
2018年2月13日,財政部、工信部、科技部、發展改革委聯合發布《關于調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,純電動乘用車的補貼普遍減少,并進一步提高了對新能源汽車電池能量密度的要求。
在吳鋒看來,國家此舉意是在鼓勵高能量密度電池的發展,以實現新能源汽車更長的續航里程,滿足市場的進一步需求。
吳鋒強調,動力電池和新能源汽車的發展必須要力爭滿足市場的發展需求。
在電池方面,近幾年關鍵材料和技術進步顯著,但吳鋒認為仍有提升的空間。“這里指的是綜合性能的提升空間,包括電池的安全性、能量密度、功率密度、壽命、成本等。只有電池綜合性能提升了,才能更好地滿足新能源汽車市場的發展。”
2018年4月1日,國內正式實施《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》(即“雙積分政策”)。“對于新能源汽車來說,雙積分政策是繼退坡政策后的又一個鼓勵措施。”吳鋒表示,“新能源汽車自身的性能提升,再加上不限購、不限行、免購置稅等優惠政策,使消費者覺得購買和使用新能源汽車更方便,只有建立在用戶體驗之上,市場才會逐漸擴大。”
而對于大部分消費者而言,對新能源汽車的第一要求是安全性。如何保證電池的安全可靠性,至關重要。
2 提高電池安全性 降低使用成本
“從某種意義上說,不能保障安全性,我們所做的就不是動力電池,而是汽車炸彈。”——吳鋒詼諧地說。他進一步指出:解決動力電池安全性問題要從多角度出發,從全系統入手,還要引入一些新的概念。
他解釋道,“決定電池安全性并非單一因素。我們應該在深入全面認識應用環境、電池反應機制及其伴生副反應的基礎上,多角度、系統地去提高鋰離子電池的安全可靠性。從各種材料、電池的設計、電池系統安全性技術等方面來綜合解決問題。”
具體而言,不少鋰離子電池事故與電解液有關。吳鋒表示,他的團隊已研制出寬電化學窗口/高熱穩定性和高室溫離子電導率的固態化電解質,還研制出可以匹配安全和長壽命固態電池體系的納米復合固態電解質,以及基于納米TiO2與離子液體的高安全性凝膠電解質。
電解質從液態到固態的發展,無疑會使得未來高比能電池的安全性得到更好的保證。