鉅大LARGE | 點擊量：668次 | 2022年06月22日
對話全球電池研發(fā)和產業(yè)化
近日，電池圓桌派第三期暨能源學人第一季第六期直播活動-電池研發(fā)和全球化產業(yè)（BatteryRoundTable）以線上形式舉辦，活動邀請到芝加哥大學孟穎教授和SES麻省固能創(chuàng)始人&CEO胡啟朝博士，圍繞著"電池制造的全球化及未來發(fā)展，電池人才的培養(yǎng)，電池行業(yè)的下一個十年"的主題，同中美產業(yè)以及學術界代表展開了一場"干貨"十足的交流。通過能源學人官方視頻號在線觀看人數高達4000人。接下來我們將會議中的一些精彩的問答呈現出來，希望大家都能有所收獲。
編者按：
在下一代鋰電池的競爭中，美國憑借毋庸置疑的研發(fā)創(chuàng)新能力維持著技術優(yōu)勢。FCAB在去年公布的美國鋰電池國家藍圖（2021-2030）中設立具體目標，以固態(tài)電池和鋰金屬電池為重要研發(fā)方向，實現能量密度500Wh/kg以上的能量密度和60美元/kWh以下的成本，且不含鈷和鎳。
中美鋰電產業(yè)雖然各有所長，但面對的挑戰(zhàn)卻是一致的。就如孟穎教授所言，在全球化的今天，面對氣候變化，兩者合作是必然趨勢。
如此看來，起步于美國，成長于我國的孚能科技在研發(fā)和產業(yè)協(xié)作上具備先天優(yōu)勢。孚能科技的兩位創(chuàng)始人王瑀博士和KeithD.Kelper博士均為鋰電行業(yè)資深科學家，后者作為公司的副總經理兼研究院院長負責美國的研發(fā)工作，和阿貢實驗室、伯克利勞倫斯實驗室等形成長期合作。
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據了解，孚能科技美國研發(fā)團隊在固態(tài)電池、鋰金屬電池、回收工藝等前沿領域展開研究并取得階段性成果。斬獲USCAR年度團隊成就獎的能量密度330Wh/kg下一代電池技術便來自該團隊。
近期，孚能科技宣布開發(fā)并驗證了一種可持續(xù)的鋰電池直接回收工藝，并證明含25%回收正極材料的電池可以供應和全新正極材料制成的電池相同的性能。這以工藝意味著正極材料可以被完整回收并直接用于生產新電池，而無需將材料完全分離后再次重組，進而降低成本和能耗。
有理由相信，兼有產業(yè)熱土和堅守研發(fā)高地，以孚能科技為代表軟包動力鋰電池在下一代鋰電池的競爭中覓得先機。
問題1：中美相比，電池行業(yè)的發(fā)展，各自的優(yōu)勢和劣勢有什么？
孟穎教授：從歷史的角度來看，電池和人類息息相關，早期在歐洲許多科研人員在電池領域做出了非常多的貢獻，如：鉛酸電池，堿性電池都誕生于歐洲。現在使用的鋰電池由JohnB.Goodenough、M.StanleyWhittingham和AkiraYoshino三位諾獎推動而逐漸發(fā)展，這也是美國和亞洲合作的例子。1992年正是由索尼把鋰電池帶到了應用的市場，使得電池從實驗室走到了人們生活當中。
胡啟朝博士：在美國，做電池以華人和韓國人為主。從產業(yè)基礎來看，美國基礎還是較弱。以SES為例，正極，負極，電解液，鹽及一系列電池組裝的必要成分均來自于我國，韓國，日本。從產業(yè)鏈來看，我國和韓國供應了巨大的資源。目前，我國電池產業(yè)發(fā)展迅猛，從電池生產，組裝，回收等我國有一套完善的體系。
問題2：美國假如想真的單獨解決電池制造的難題，關鍵在于什么？是自動化生產，還是政府補貼？
孟穎教授：在全球化的今天，我們都要面對石油和天然氣，全球氣候變化，兩者合作是必然趨勢。提倡綠色生產電池，綠色產業(yè)化，根據自身發(fā)展做出相應的調整；我們的對手不是特斯特，而是燃油車和傳統(tǒng)能源，協(xié)作發(fā)展才是王道!
問題3：電池，能源和電網的整合如何推進？
胡啟朝博士：電池價格在漲，原材料漲價，導致用戶消費新增，這個產業(yè)鏈出現不良循環(huán)。下一輪開啟租電池的模式，實行只買車，然后將使用后的廢舊鋰電池中的稀有金屬用于下一代的電池，這是非常重要的。
問題4：電池的梯次利用和直接回收，這些帶動全球的市場會有怎么樣的變化？我國和美國各自有什么優(yōu)勢，或者更好的合作。
孟穎教授：目前電池的梯次利用初試都不怎么成功，電池的危險性不可預測，還沒真正做到能夠維持100年循環(huán)的電池，電池循環(huán)必須在安全性預測范圍內進行，因此對電池梯次利用不太抱有樂觀態(tài)度，但假如在回收上面有重大突破，同時是在不使用特別多能量的情況下進行回收，還是很有希望的。
胡啟朝博士：有關舊電池，安全性問題嚴重。要一種快速的檢測方式，對使用后的電池做出準確的判斷，如有類似于保險公司做保證的形式。
問題5：電池毛利率低，以后技術發(fā)展路線，是降本還是追求能量密度？
孟穎教授：一味追求電池成本下降不是長久之計，要讓行業(yè)健康發(fā)展，未來100年要一個健康持久的發(fā)展，沒有具體的答案，要深入研究。
問題6：下一代電池，硅負極和鋰負極，誰將是更重要的發(fā)展方向？
孟穎教授：硅搭配固態(tài)電解質更優(yōu)，其在液態(tài)電解液中難以實現99.9%的庫倫效率?？偟膩砜?，硅肯定是會成功的，而鋰金屬也會，沒有辦法預測哪個市場占比會更高一些。假如鋰金屬安全性問題得到解決，沒有理由不會超越硅負極，至少現在在公開文獻中沒有報道硅負極在液態(tài)中的重大突破。
胡啟朝博士：鋰金屬電池安全性問題也取決于正極，高壓正極本身特別在高溫下不穩(wěn)定，比負極影響還大。同時，其安全性很難解決，很難100%安全，借助軟件預測壽命，能在一定程度上解決此類擔憂。
問題7：為何SES選擇走軟包鋰電池路線，有說法是假如將來固態(tài)電池獲得重大突破，軟包將是最經濟，成本最低的，您是否有這方面的考慮？
胡啟朝博士：軟包是車企定的。
問題8：去年SES公布的Apollo鋰金屬電池能量密度達到417Wh/kg，容量為107Ah，目前電池有沒有一些性能數據的公布？
胡啟朝博士：目前還是在內部測試中，已經被3家車企開始測試，準備今年年底會公布一些性能，安全的一些數據。
問題9：鋰金屬和硅，你更看好哪一個？
胡啟朝博士：硅50%以下其實已經產業(yè)化了，50%以上還有很多問題。
問題10：全球軟包鋰電池領域頭部公司孚能科技也在前不久公布了330Wh/kg，2.2C快充的半固態(tài)電池，您認為孚能是否是SES發(fā)展的重要競爭對手？
胡啟朝博士：我不太清楚具體的，但目前鋰金屬的話重要是400Wh/kg以上。
問題11：國內隔膜涂覆方面，有些公司將固態(tài)電解質涂覆在隔膜上，你覺得在這一塊，他們重要是目的在于？
孟穎教授：隔膜涂覆工藝在產業(yè)上應用廣泛，有關界面的改變會有一些幫助，這個工藝產業(yè)化過程中非常有用，很有效率且價格便宜，當然內部的機理性問題可能還要進一步探索。
