鋰電世界  “我聽說，有的公司說要做1萬安時(shí)的電池，當(dāng)時(shí)我就嚇了一大跳，幾百安時(shí)的電池就很嚇人了，何況1萬安時(shí)?！?/P>

中國工程院院士、中國科學(xué)院物理所研究員陳立泉日前在接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》專訪時(shí)發(fā)出這樣的驚嘆。

國家新能源汽車補(bǔ)貼辦法的出臺(tái)似乎撥開了我國新能源汽車的發(fā)展迷霧。但在新能源汽車背后，處于其上游的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)卻仍是一片亂局——基礎(chǔ)研究落后、標(biāo)準(zhǔn)尚存缺口、企業(yè)盲目冒進(jìn)、安全問題未得到有效重視、產(chǎn)業(yè)鏈不完善……

面對(duì)這樣的局面，陳立泉指出：“如果鋰離子電池的問題不解決，談電動(dòng)汽車發(fā)展完全是空談；如果鋰離子電池的成本和安全問題不解決，電動(dòng)汽車發(fā)展也要受影響?！彼辉購?qiáng)調(diào)，要推動(dòng)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，關(guān)鍵要完善產(chǎn)業(yè)鏈。

基礎(chǔ)研究相對(duì)落后產(chǎn)業(yè)化成“領(lǐng)頭羊”

“從鋰電池的研發(fā)來看，我國起步并不晚，最早在材料領(lǐng)域就有一個(gè)儲(chǔ)能材料專項(xiàng)，那個(gè)時(shí)候鋰二次電池就已經(jīng)納入國家‘863’計(jì)劃?！标惲⑷貞浾f，當(dāng)時(shí)國家對(duì)鋰電池的發(fā)展就給予了很大的重視，國內(nèi)約有12家相關(guān)單位參與課題。

1976年，陳立泉只身前往德國馬普學(xué)會(huì)固體所進(jìn)修，合作研究固體鋰電池電解質(zhì)。1978年回國后，繼續(xù)從事固體離子學(xué)及其在能源中的應(yīng)用研究工作。兩年后，在他主持下，中科院物理所成立了該領(lǐng)域第一個(gè)固體離子學(xué)實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)時(shí)瞄準(zhǔn)的目標(biāo)就是鋰離子電池。而國外提出鋰離子電池的概念是在1979年。“可以說我國鋰離子電池研究的起步和國外差不了多少年?！标惲⑷f。

當(dāng)時(shí)，世界各國都處在起步階段，日本學(xué)者來中國作報(bào)告時(shí)就曾強(qiáng)調(diào)鋰離子電池的復(fù)雜性，認(rèn)為這是一項(xiàng)難以掌握的技術(shù)。不過，[NextPage]中國學(xué)者還是堅(jiān)持發(fā)展鋰離子電池技術(shù)。

所謂鋰離子電池，就是指由電池的正極提供鋰源，電池中沒有金屬鋰，完全是鋰離子狀態(tài)。它跟鋰電池最大的區(qū)別就是，鋰電池的鋰源是金屬鋰，由電池的負(fù)極提供鋰源。

目前，我國雖然在硅類負(fù)極材料和鋰鹽的研發(fā)中與國際幾乎同步，甚至有搶先投入市場的可能。但總體來說，我國在鋰離子電池的基礎(chǔ)研究方面相對(duì)薄弱，部分原材料還需要進(jìn)口。

當(dāng)記者問及中國與國外鋰離子電池差距到底有多大時(shí)，陳立泉顯得有些遲疑：“這個(gè)差距不好說，也沒法用年頭來具體劃定。只能說歐美、日本在研發(fā)上處于第一集團(tuán)，我們處于第二集團(tuán)靠前的位置。不過，因?yàn)橛袖囯姵氐幕A(chǔ)，所以追趕起國際一流水平比較容易?！?/P>

“但是產(chǎn)業(yè)化我們并不差！”據(jù)陳立泉強(qiáng)調(diào)，在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化方面，中日韓三國處于第一集團(tuán)，而歐美卻處在了第二集團(tuán)。

為何會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)研究滯后，而產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)先的局面？

“中國在鋰離子電池上起步并不晚，我們的貢獻(xiàn)是把鋰離子電池做便宜。但我們?cè)诋a(chǎn)業(yè)化上的優(yōu)勢不完全是勞動(dòng)力成本的問題，而是因?yàn)橛凶约旱乃悸?，在產(chǎn)業(yè)化過程中有很多創(chuàng)新?！标惲⑷f。

千萬元投入仍可能“不冒泡”

市場期待已久的《私人購買新能源汽車試點(diǎn)財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》終于公布，隨著國家對(duì)新能源汽車振興計(jì)劃的推出，國內(nèi)企業(yè)在鋰離子電池方面投入也相繼加大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2010年以來宣布進(jìn)入鋰離子電池領(lǐng)域或追加在這一領(lǐng)域投資的上市公司至少有4家，這還不算新上市的一些以鋰離子電池原材料為主業(yè)的上市公司。

“國內(nèi)‘趕潮流’的現(xiàn)象太嚴(yán)重了！只要一聽到國家重視什么，大家就都來做，而市場總共就這么大，最后就會(huì)導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)一片混亂?！标惲⑷毖?。

[NextPage]

不差錢的投資人比比皆是，曾經(jīng)有一位投資人拿著幾千萬元找到陳立泉，表示想上馬鋰電項(xiàng)目。他卻直接告訴投資人，最好不要卷入這個(gè)行業(yè)，投資別的行業(yè)回報(bào)可能會(huì)很大，但幾千萬元要是丟到鋰電項(xiàng)目里很有可能“不冒泡”。

“現(xiàn)在做鋰電的企業(yè)相當(dāng)多，對(duì)于新上馬和想上馬的企業(yè)我都是勸阻，我建議它們不要急于去上鋰電的項(xiàng)目?！标惲⑷赋?，鋰離子電池行業(yè)可以做的還有很多，但企業(yè)必須選準(zhǔn)方向。

鋰離子電池的組裝就是一個(gè)很好的方向。

很多人認(rèn)為，普通的筆記本電池也就是電池簡單的串并聯(lián)，但事實(shí)上，組裝鋰離子電池要比我們想象的復(fù)雜得多。

“它不像手電筒那樣把它連接起來就可以，這里面必須有管理芯片，這個(gè)芯片要記住電池的溫度、電壓等等，一只電池電壓到了，這只電池需要停止充電，而其他電池還要繼續(xù)充電。”陳立泉解釋說，筆記本中使用的鋰離子電池不可能像手電筒那樣把電池一節(jié)一節(jié)地放到里面，筆記本電池都是組裝的，做電芯的廠家他們不會(huì)去組裝，這就需要專門的企業(yè)去組裝，想投資的企業(yè)可以考慮這個(gè)領(lǐng)域。

“什么時(shí)候鋰離子電池成本可以和鉛酸電池相比擬？”陳立泉曾經(jīng)這樣問過一個(gè)企業(yè)老總，對(duì)方的回答讓他有些吃驚：“那需要等到鋰離子電池的隔膜國產(chǎn)化了。”

陳立泉認(rèn)為，中國的鋰離子電池基本上擁有一個(gè)比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，但這里面還缺少部分的環(huán)節(jié)。

“在原材料上大概還有兩三個(gè)環(huán)節(jié)比較短缺。比如說隔膜和鋰鹽都需要進(jìn)口?！标惲⑷f，“這兩樣?xùn)|西在電池成本里面大概占到1/3，也就說這兩樣都國產(chǎn)化以后，電池成本還能降低。”

“我希望想要上馬鋰電的企業(yè)能投入到產(chǎn)業(yè)鏈缺口領(lǐng)域，充分完善產(chǎn)業(yè)鏈，這也會(huì)給企業(yè)自身帶[NextPage]來一定效益?！标惲⑷獜?qiáng)調(diào)，“當(dāng)然，產(chǎn)業(yè)鏈的完善還需要國家的一些鋰電專項(xiàng)等來解決。”

“彎道超車”須注意安全

2006年8月，戴爾公司總部宣布在全球范圍內(nèi)召回約410萬枚“火患”電池，這也是消費(fèi)電子行業(yè)歷史上最大規(guī)模的一次召回行動(dòng)。從此，對(duì)于鋰離子電池安全問題的討論就從未間斷。

那到底是什么原因引起了鋰離子電池的爆炸？

在記者與陳立泉的交談中，找到了一些答案。陳立泉認(rèn)為，最基本的原因就是，鋰離子電池的電解液是有機(jī)溶液，有機(jī)溶液跟汽油一樣是具有揮發(fā)性的，溫度越高，越容易揮發(fā)，一旦熱量加入到電解液里面就會(huì)引起爆炸。

“我們已經(jīng)想了很多辦法解決爆炸的問題，比如，在電解液里面添加一些阻燃劑，在電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，包括電池殼的設(shè)計(jì)都作出了一些努力?！标惲⑷硎?。

然而在陳立泉看來，目前，鋰離子電池安全不能作為一個(gè)非常重要的判斷鋰離子電池與其他電池優(yōu)劣的因素。如果要查電池的爆炸，各種電池都有爆炸的記錄的，只不過就是概率大小的問題。

雖然前幾年發(fā)生過筆記本爆炸事故，但是由于近幾年鋰離子電池的技術(shù)日趨成熟，事故發(fā)生率已經(jīng)越來越低。不過，陳立泉提醒，國內(nèi)企業(yè)不能盲目地崇拜電池的容量，必須量力而行，因?yàn)槭鹿事屎碗姵厝萘渴怯嘘P(guān)系的——裝電池的盒子體積是有限的，但如果把電池的容量盲目做大，殼子里面裝了一定能量，瞬間把它釋放出來就會(huì)變成熱量，熱量加入電解液，勢必就會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸。

“一個(gè)電池的事故率雖然只有百萬分之幾到千萬分之幾，如果我把它乘以1000倍，事故率就相當(dāng)高了?！标惲⑷獜?qiáng)調(diào)，如果一個(gè)城市有1萬輛車，按照這個(gè)比率，一天就會(huì)出現(xiàn)1輛車事故，這對(duì)人們的生活以及鋰離子電池行業(yè)的健康發(fā)[NextPage]展所帶來的影響可想而知。

2001年南京冠生園用“舊餡”做月餅的事件使得具有80多年歷史的冠生園品牌就此毀于一旦。陳立泉認(rèn)為，“冠生園”事件也給鋰離子電池行業(yè)敲響了警鐘：如果企業(yè)隨意地?cái)U(kuò)大電池容量，同時(shí)，越來越多的“山寨”企業(yè)出現(xiàn)，電池的安全性得不到很好保證，鋰離子電池行業(yè)發(fā)展的前景令人堪憂。

“希望有資質(zhì)的企業(yè)去做動(dòng)力電池，如果動(dòng)力電池太多‘山寨’，影響很大，可能會(huì)毀掉一個(gè)行業(yè)。”陳立泉提出期盼，做世界上最大容量的電池，并不值得夸耀，中國應(yīng)該做事故率最低和價(jià)格最便宜的，這才是最值得夸耀的，希望通過發(fā)展電動(dòng)車，帶來整個(gè)汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型。

“希望通過發(fā)展電動(dòng)車來一個(gè)‘彎道超車’，但‘彎道超車’并不是電池的容量越大越好。如果電池上沒有做好，事故率太大，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)都是致命打擊?！标惲⑷獜?qiáng)調(diào)。

謀劃后鋰電時(shí)代的出路

前不久，陳立泉和其他幾位院士聯(lián)名致信國家領(lǐng)導(dǎo)人，建議國家投入20億元做鋰電專項(xiàng)。

陳立泉告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》，這20億元資金投入的提出其實(shí)是受到美奧巴馬政府要投入20億美元發(fā)展鋰電行業(yè)的啟發(fā)，奧巴馬明確表示：石油是依賴于中東，而電池不能依賴于亞洲。

在陳立泉看來，鋰電專項(xiàng)需要做兩件事：一是，完善當(dāng)前的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，包括動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)鏈；二是，考慮新一代電池組發(fā)展，謀劃后鋰離子電池時(shí)代，中國應(yīng)該怎么應(yīng)對(duì)。

任何一個(gè)電池都不可能長命百歲，日本鋰離子電池就有發(fā)展路線圖：2012年能量密度300Wh/kg，2015年500Wh/kg,2030年700Wh/kg。而中國沒有路線圖。

陳立泉認(rèn)為，300Wh/kg可能是鋰離子電池[NextPage]的極限了，能量密度要再高就要考慮新的電池體系，中國應(yīng)該有相應(yīng)的規(guī)劃，如果現(xiàn)在還不考慮，將來肯定要落后。

實(shí)際上，目前國家對(duì)純電動(dòng)車的補(bǔ)貼其實(shí)已經(jīng)考慮到電池價(jià)格?，F(xiàn)在，電動(dòng)車充一次電可以跑100多公里，如果需要讓車充一次電跑得更遠(yuǎn)，就需要提高電池的能量密度。

“我們當(dāng)然希望車跑得越遠(yuǎn)越好，但這可能需要新的電池體系和新的布局。如果到2020年，我們想做到充一次電能跑300~500公里，就需要我們加大科技投入?！标惲⑷ㄗh，科技部需要考慮2010~2020年這一階段的鋰電發(fā)展方向，國家自然基金委員會(huì)則需要考慮更為長遠(yuǎn)的規(guī)劃。

“不同部門應(yīng)有所布局和分工，新的電池體系需要提出來，國家還需要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究投入。”陳立泉表示。

他還指出，現(xiàn)在國內(nèi)做鋰離子電池研發(fā)的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)非常多了，高校材料專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室?guī)缀鯖]有不卷入到鋰離子電池的研究中的，但問題是低水平重復(fù)比較多。陳立泉希望國家重視鋰電高端人才的培養(yǎng)。

目前，小型鋰離子電池是有標(biāo)準(zhǔn)的，但大型電池還沒有。在提高電池能量密度、制定新的電池體系的同時(shí)，鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)的制定也顯得刻不容緩。

陳立泉希望國家的標(biāo)準(zhǔn)能盡快制定出來，但絕不能太冒進(jìn)，不要太急于做更大的電池，最好是限制在100安時(shí)以下，穩(wěn)步推進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。