訪國(guó)家973計(jì)劃首席科學(xué)家、上海交大電化學(xué)與能源技術(shù)研究所馬紫峰記者:馬教授。您好，很高興閣下能在第六屆華南鋰電論壇現(xiàn)場(chǎng)接受專訪，我們了解您是我國(guó)科技部973計(jì)劃計(jì)劃電動(dòng)汽車用低成本高密度蓄電（氫）體系基礎(chǔ)科學(xué)問題研究，您能為我們解析電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料制備與應(yīng)用方面的相關(guān)知識(shí)嗎？

馬紫峰：在這里能夠借此機(jī)會(huì)感謝楊曉青博士把我代入了鋰電的行業(yè)，因?yàn)?000年以前我是做燃料動(dòng)力鋰電池的，正好有2000年有機(jī)會(huì)的時(shí)候到美國(guó)訪問的時(shí)候跟楊曉青教授去合作，是他把我領(lǐng)入了這樣一個(gè)機(jī)會(huì)，所以我想借這個(gè)機(jī)會(huì)謝謝你！

回答提問我將分兩個(gè)部分，首先我介紹一下我現(xiàn)在在主持國(guó)家的973計(jì)劃，另外我想介紹一下我們的課題組正在從事的磷酸鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化的研究。

記者:馬教授，您是973計(jì)劃首席科學(xué)家、上海交通大學(xué)電化學(xué)與能源技術(shù)研究所教授，先請(qǐng)您給讀者朋友講解一下閣下主持的國(guó)家的973計(jì)劃，謝謝！

馬紫峰：鋰離子電池現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用得非常廣泛和普遍，這個(gè)過(guò)程當(dāng)中之所以今天來(lái)講鋰離子電池又被煥發(fā)了青春，是因?yàn)樗趧?dòng)力鋰離子電池上面以及未來(lái)的一些工具上面有很大的應(yīng)用。我們今天來(lái)講為何要選擇鋰離子電池？為何要來(lái)做一個(gè)新能源汽車呢？我想其實(shí)有很多的答案，但是今天來(lái)講做到現(xiàn)在為止，我認(rèn)為動(dòng)力鋰離子電池還有三個(gè)瓶頸沒有突破，2000年的時(shí)候萬(wàn)剛科技部長(zhǎng)他組織了一個(gè)動(dòng)力鋰離子電池的重大專項(xiàng)，經(jīng)過(guò)了6年的示范以后到了2006年燃料動(dòng)力鋰電池汽車、混合動(dòng)力汽車以及純電動(dòng)汽車都得到了普遍的示范，在今年09年我們國(guó)家所有的原來(lái)做電動(dòng)汽車都含義為新能源汽車，新能源汽車已經(jīng)在13個(gè)城市開展了千輛的示范工程，我們上海實(shí)際上是一個(gè)最大的示范基地。但是我們要看到一個(gè)現(xiàn)象，現(xiàn)在呼聲很高、熱點(diǎn)很多，但是存在了很多的問題。

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記者:那么，請(qǐng)您具體講述一下電動(dòng)汽車的領(lǐng)域當(dāng)中要進(jìn)一步的產(chǎn)業(yè)化必須解決什么問題呢？

馬紫峰：你這個(gè)問題提得很好，我覺得在電動(dòng)汽車的領(lǐng)域當(dāng)中要進(jìn)一步的產(chǎn)業(yè)化必須解決三個(gè)問題：第一，電池的問題。今天我們?cè)谶@里討論鋰電就是為了解決電池的未來(lái)。事實(shí)上來(lái)講電動(dòng)汽車?yán)锩驿囯x子電池是不是一個(gè)最終的解決方法？我認(rèn)為還有一個(gè)？。在未來(lái)的新能源汽車當(dāng)中或者是電動(dòng)汽車當(dāng)中燃料動(dòng)力鋰電池汽車依然有它的地位和用途，但是今天燃料動(dòng)力鋰電池本身又存在什么問題？所以我認(rèn)為今天來(lái)講下一步我們可能要發(fā)展的是從傳統(tǒng)的這種油電混合方式往氫電混合方式的發(fā)展，這是2007年我們提出國(guó)家973計(jì)劃的一個(gè)初衷，這個(gè)工作我們當(dāng)時(shí)跟萬(wàn)剛老師進(jìn)行了很好的溝通，今天作為國(guó)家的計(jì)劃來(lái)講是要引領(lǐng)未來(lái)的方向，氫電混合里面要解決三個(gè)問題，1鋰電，2是主氫，3是燃料動(dòng)力鋰電池本身。

記者:很多人只聽說(shuō)863計(jì)劃，973計(jì)劃什么叫973計(jì)劃？（記者笑）

馬紫峰：什么叫973計(jì)劃？大家了解863是國(guó)家的高科技的計(jì)劃，在座的公司和單位都很多參加了國(guó)家863的計(jì)劃，他瞄準(zhǔn)的是應(yīng)用，而973計(jì)劃是重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃，973計(jì)劃是在1997年三月份全國(guó)人大確定的要在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)上瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、能源、信息、人口與健康、資源與環(huán)境，還有新材料等等這些領(lǐng)域開展重大的技術(shù)研究，導(dǎo)向型的基礎(chǔ)研究。

前天我們剛剛在北京開完了今年的973項(xiàng)目的評(píng)審會(huì)，今天來(lái)講973已經(jīng)經(jīng)歷了十年的工作，這十年的當(dāng)中應(yīng)該說(shuō)對(duì)我們國(guó)家的重大基礎(chǔ)研究有很大的推動(dòng)，包括對(duì)我們新能源汽車。在新能源汽車方面國(guó)家973計(jì)劃迄今為止列了三個(gè)973計(jì)劃，第一個(gè)計(jì)劃就是有關(guān)氫能燃料動(dòng)力鋰電池的973計(jì)劃，是由2000年開始到05年結(jié)束，由毛教授領(lǐng)銜的。第二個(gè)是二次電池的清晰劑，這是由北京理工大學(xué)的吳教授擔(dān)任了首席科學(xué)家，他們的課題重點(diǎn)是瞄準(zhǔn)了新型的綠色二次電池的體系。不管是純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、燃料動(dòng)力車，他們有一個(gè)同樣的問題一個(gè)是里程很短，他的動(dòng)力性沒有跟燃料動(dòng)力相比，他怎么樣解決這個(gè)問題呢？有兩個(gè)問題，一個(gè)是儲(chǔ)氫的問題，這是一個(gè)初步要解決的，有關(guān)混合動(dòng)力來(lái)講高密度的儲(chǔ)電系統(tǒng)也是一個(gè)非常重要的方向。因此在2007年在國(guó)家科技部以及我們國(guó)家同行的支持下面，立了這樣的一個(gè)新的973計(jì)劃，我們的973計(jì)劃題目是《電動(dòng)汽車用的低成本、高密度、續(xù)電、儲(chǔ)氫技術(shù)的基礎(chǔ)研究》，在這里可以看到在我們的973項(xiàng)目當(dāng)中第一次提出來(lái)了這個(gè)價(jià)格的概念，因?yàn)槲覀兒芏嗳嗽谧龌A(chǔ)研究的時(shí)候回避去談成本，或者是跟經(jīng)濟(jì)效益有關(guān)的東西，實(shí)際上在座的都很清楚，假如一個(gè)技術(shù)想要真正地產(chǎn)業(yè)化，成本是回避不了的，而成本的降低它的核心是什么？創(chuàng)新技術(shù)。我們了解在鋰離子電池行業(yè)當(dāng)中從鈷酸鋰到現(xiàn)在的磷酸鐵鋰，事實(shí)上就是因?yàn)榧夹g(shù)上的革命，其實(shí)是在材料上的變化，假如沒有這個(gè)前期的很好的基礎(chǔ)研究就不可能有今天的磷酸鐵鋰這樣的一個(gè)火熱的場(chǎng)面。

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記者:您能詳細(xì)講講973計(jì)劃當(dāng)中具體是一個(gè)什么樣的情況？有什么主功課題呢？

馬紫峰：在我們的973計(jì)劃當(dāng)中，我們列了七個(gè)課題，973計(jì)劃它是一個(gè)團(tuán)體的制度，我們的項(xiàng)目又邀請(qǐng)了清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、包括吳宇平教授都參與了我們973的活動(dòng)，還有廈門大學(xué)。我們的題目分為七個(gè)課題，第一個(gè)和第二個(gè)是瞄準(zhǔn)基礎(chǔ)研究的，吳宇平教授在這個(gè)里面發(fā)揮了領(lǐng)導(dǎo)的用途，重要是研究低成本的電極材料和基礎(chǔ)的研究。第三個(gè)題目是大家都了解在電動(dòng)汽車?yán)锩嫫鋵?shí)大家都沒談的就是耗機(jī)電容器，它本身在電動(dòng)汽車起的用途是非常大的，它不一定是完全的單一的用途，但是電動(dòng)汽車燃料的補(bǔ)充、回收方面是非常重要的。第四個(gè)課題是瞄準(zhǔn)未來(lái)的，因?yàn)楝F(xiàn)在來(lái)講我們?cè)谡勪囯?，在談超電能，未?lái)有一些什么樣的電池呢？也許將來(lái)可能五年以后大家都在談鈉硫電池，或者是談高溫的微型化的一些燃料動(dòng)力鋰電池等等。第五和第六個(gè)課題我們瞄準(zhǔn)了工業(yè)應(yīng)用，第五個(gè)課題就是材料的制備和過(guò)程工程的問題，昨天很多人講到了電池的安全性問題是由電池的材料、設(shè)計(jì)以及它的電池制造過(guò)程造成的，而這個(gè)材料本身來(lái)講他的品質(zhì)要穩(wěn)定，首先就是他的制備過(guò)程工藝的問題，我們?cè)谶@里談了很多的就是安全性的問題，以及我們現(xiàn)在這個(gè)電池行業(yè)的發(fā)展，事實(shí)上我認(rèn)為今天磷酸鐵鋰它之所以能夠有大規(guī)模的應(yīng)用有一個(gè)很重要的原因，現(xiàn)在在我國(guó)就沒有一家廠可以能夠完全、高品質(zhì)地持續(xù)性地供應(yīng)這個(gè)材料。我們現(xiàn)在這個(gè)973的計(jì)劃他的管理模式是通過(guò)這樣的一個(gè)顧問委員會(huì)來(lái)引領(lǐng)來(lái)做這個(gè)工作，分為三個(gè)大的團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行。

記者:剛才我們聽馬教授您介紹了閣下現(xiàn)在在主持國(guó)家的973計(jì)劃，讓我們對(duì)973計(jì)劃有了一個(gè)更直觀的認(rèn)知，另外我們很想了解您主持的課題組正在從事的磷酸鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化的研究的相關(guān)情況，可以嗎？

馬紫峰：好的，我們對(duì)磷酸鐵鋰制備過(guò)程的一些探索和一些研究工作，我們都了解在電化學(xué)性能來(lái)講絕對(duì)性的材料一個(gè)是活性材料、一個(gè)是電解質(zhì)、一個(gè)是隔膜，我認(rèn)為今天來(lái)講我們繼續(xù)地去進(jìn)行尋找新的這種電解材料還是非常必要的，因?yàn)樗俏覀兏倪M(jìn)未來(lái)能量密度的一個(gè)基礎(chǔ)。我們可能要去尋找新的電解液的體系，還有創(chuàng)建新的電池的概念。有關(guān)陰極材料來(lái)講大家都非常了解，我想這里就不多講了，從鈷酸鋰到錳酸鋰到磷酸鐵鋰，包括到改性的這些財(cái)力。磷酸鐵鋰現(xiàn)在市場(chǎng)上大家已經(jīng)談得非常多，它的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性、價(jià)格的潛力還有環(huán)境的適應(yīng)性等等，但是它的問題是電導(dǎo)率比較低、擴(kuò)散的速率是受限制的。

我們做了一些什么樣的工作呢？我們的973重點(diǎn)地是圍繞材料的制備過(guò)程工藝進(jìn)行探索，在探索的過(guò)程當(dāng)中我們首先對(duì)他的materials進(jìn)行了調(diào)研，我們可以看到在磷酸鐵鋰制備工藝當(dāng)中相當(dāng)多，包括物相反應(yīng)、水熱合成等等，這些工藝都是在實(shí)驗(yàn)室里面進(jìn)行開發(fā)的，有一部分已經(jīng)了工業(yè)化，比如說(shuō)固相反應(yīng)，比如化學(xué)合成的方法等等，也有很多的方法在研究，包括球膜現(xiàn)在也進(jìn)入了一些產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程。合成的路線五花八門，還有一個(gè)很重要的是它的原料路線是相當(dāng)復(fù)雜的，現(xiàn)在各個(gè)地方采用的這個(gè)技術(shù)路線是不相同的，這個(gè)技術(shù)路線不相同也造成了這個(gè)產(chǎn)品的品質(zhì)不同，品質(zhì)的不同就是跟他的反應(yīng)方程式是有關(guān)系的，我們這里羅列了一些過(guò)程，04年我們發(fā)明了一個(gè)全新的工藝路線是機(jī)械化學(xué)合成反應(yīng)，我們發(fā)明了這樣一個(gè)化學(xué)合成反應(yīng)的方程式，最重要的一點(diǎn)大家可以看到假如這個(gè)化學(xué)反應(yīng)是完全的話，它的產(chǎn)物只有磷酸鐵鋰和水，有可能就得到一個(gè)非常純相的材料，這個(gè)工作我們?cè)?005年取得了國(guó)內(nèi)最早的磷酸鐵鋰的一個(gè)合成的專利。這個(gè)結(jié)果在2004年就發(fā)表在美國(guó)的一些?？厦妗＿@個(gè)數(shù)據(jù)可以看到這是在2004年報(bào)告的結(jié)果，我們可以看到得到完全純相的磷酸鐵鋰的它的重復(fù)性是不錯(cuò)的，這是從0.1C1C的結(jié)果。這個(gè)結(jié)果上我們還做了很多循環(huán)的實(shí)驗(yàn)，而且在05年開始我們就把前面發(fā)明的這個(gè)技術(shù)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的開發(fā)，在這個(gè)里面我們還進(jìn)行了一些新的工藝的探索，這系一個(gè)新型的磷酸鐵鋰合成路線，這是用控制結(jié)晶的工藝和碳熱合成相結(jié)合的工藝，我們所要的原料是磷酸鐵，但是當(dāng)時(shí)做原料的時(shí)候磷酸鐵的市場(chǎng)是不成熟的，你要拿到磷酸鐵的原料本身有一些問題，所以我們跟清華大學(xué)合作在磷酸鐵的制造上面進(jìn)行了一些研究，通過(guò)阻止結(jié)晶的方法得到了磷酸鐵的粉樣，然后進(jìn)行后續(xù)的研究。我們跟浙江的公司建立了年產(chǎn)300噸的示范裝置，通過(guò)控制結(jié)晶和球膜相結(jié)合的兩條產(chǎn)業(yè)路線得到這樣產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品，大家可以看到相關(guān)的一些報(bào)道。

記者：這個(gè)材料出來(lái)之后，我們現(xiàn)在的工作重要是瞄準(zhǔn)材料的應(yīng)用當(dāng)中的技術(shù)問題，請(qǐng)您給我們介紹一下磷酸鐵鋰的相關(guān)情況以及未來(lái)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，謝謝！

馬紫峰：這個(gè)材料出來(lái)之后，我們現(xiàn)在的工作重要是瞄準(zhǔn)材料的應(yīng)用當(dāng)中的技術(shù)問題，因?yàn)槲仪懊嬷v到了磷酸鐵鋰他不是一個(gè)萬(wàn)能的東西，磷酸鐵鋰就算是它得到100%的純相，性能達(dá)到170，它也還有很多的問題。比如說(shuō)我們?cè)趹?yīng)用當(dāng)中的高溫性能、低溫性能，怎么樣解決高溫性能呢？其實(shí)有很多的辦法，最近我們采用了PPY可看的復(fù)合的模式進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)包覆以后500次的循環(huán)以后我們發(fā)現(xiàn)包覆和沒有包覆的結(jié)果，這是55度下的一個(gè)結(jié)果，而且我們從放電的容量從04年0.1C開始做現(xiàn)在從1C5C甚至是到8C的結(jié)果，這個(gè)是從-20度到20度到55度的變化，通過(guò)PPY的包覆以后這個(gè)材料的高溫性能會(huì)有一個(gè)很大的提高，這個(gè)結(jié)果最近我們發(fā)表在了國(guó)際電話通訊上面，而且這個(gè)循環(huán)的性能已經(jīng)有了很大的變化，我們用這樣的一個(gè)磷酸鐵鋰材料跟上海的一家公司合作開發(fā)了一系列的4AH和15AH的一些電池，這些電池模塊把它組裝成為不同的應(yīng)用，這是交大電器實(shí)驗(yàn)室和我們合作開發(fā)的電動(dòng)自行車的模塊，這個(gè)車輛現(xiàn)在已經(jīng)在上一個(gè)月被上海市政府定名為示范的公安派出所里面民的示范車輛。這個(gè)是DLG公司他們用了磷酸鐵鋰材料用的電池，用在了美國(guó)的K2的車上面。

這個(gè)研究過(guò)程當(dāng)中我們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)低溫性能也是很重要的，低溫性能的改進(jìn)僅僅靠磷酸鐵鋰本身就已經(jīng)達(dá)不到了，這個(gè)里面我們認(rèn)為就要去找一些新的電解液，我們后來(lái)在探索了一些新的電解液體系，我們配置了一個(gè)全新的電解液的概念，這個(gè)電解液從零下40度一直做到零下20度，從0.1C到0.5C進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該說(shuō)這個(gè)結(jié)果還是有一些改善的。這個(gè)是在各種的低溫性能下它的阻碳的譜圖。這是從04年以來(lái)我們?cè)诹姿徼F鋰做的一些基礎(chǔ)研究的工作，這些研究的工作從材料的制備到高溫性能和低溫性能。

記者：作為973整個(gè)項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)的重要負(fù)責(zé)人，通過(guò)我國(guó)電池商情雜志您有什么厚望寄予電池行業(yè)的同仁或朋友的？

馬紫峰：我們作為973整個(gè)項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)來(lái)講，我們并不像公司相同，好像公司他會(huì)對(duì)自己進(jìn)行一種保護(hù)，973的目標(biāo)是引領(lǐng)國(guó)家的一些方向，我也希望大家在很多的場(chǎng)合里面講一些陣話，講一些客觀的東西。所以我希望我們能夠共同地來(lái)探討、共同地來(lái)推進(jìn)我們國(guó)家的新能源汽車的發(fā)展。最后，我要感謝我們國(guó)家973的計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金委包括上海市自然科學(xué)基金委以及包括所有對(duì)我們的支持單位和人們，謝謝大家！