近日，以“智匯綠色動(dòng)力·創(chuàng)享低碳未來”為主題的2022世界動(dòng)力電池大會(huì)開幕式上，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授歐陽明高就“中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)如何高質(zhì)量發(fā)展”發(fā)表主題演講。

　　報(bào)告內(nèi)容如下：

　　中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展展望

　　從技術(shù)角度，中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展方向是：低碳化、高端化和智能化。

　　一、低碳化

　　低能耗、低排放、低損耗

　　中國電池產(chǎn)業(yè)已取得了飛速發(fā)展。去年中國動(dòng)力電池出貨超過300億GWh、產(chǎn)值超過3000億元，動(dòng)力電池行業(yè)投資近萬億元，產(chǎn)能已經(jīng)擴(kuò)張到1000個(gè)GWh。預(yù)計(jì)中國電池出貨量2025年超過1TGWh，產(chǎn)值超萬億。所以這是一個(gè)非常大的產(chǎn)業(yè)，而且是有全球競爭力的產(chǎn)業(yè)。

　　但現(xiàn)在面臨的問題是關(guān)鍵材料制備低碳化發(fā)展迫在眉睫。動(dòng)力電池的材料成本占到了75%以上，比如石墨負(fù)極每噸材料電費(fèi)占比接近60%，正極材料也是一樣的，如811正極材料，其碳排放占電池生產(chǎn)排放80%。所以動(dòng)力電池行業(yè)面臨的問題是能耗大、成本高、二氧化碳排放較嚴(yán)重，這是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的問題。為改善這個(gè)問題，首先是需要進(jìn)行材料回收，第一是節(jié)省資源、可以循環(huán)使用，另外是減少能耗、降低排放?，F(xiàn)在有火法回收，下一步有濕法回收，再到物理回收，碳排放減少量會(huì)越來越高，最后靠什么?答案就是通過綠電實(shí)現(xiàn)凈零排放。所以，我們最終的目標(biāo)是通過綠電實(shí)現(xiàn)電池生產(chǎn)全生命周期的零碳排放。

　　因此，目前中國動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)趨勢一定是向西部轉(zhuǎn)移。四川鋰資源占到全國的一半以上、水電接近1億千瓦、綠電比例占85%以上，而且原材料豐富、人力成本低。所以，中國動(dòng)力電池向西部尤其是四川轉(zhuǎn)移，是一個(gè)必然的趨勢。宜賓將來是一個(gè)具有最具潛力的電池生產(chǎn)基地，甚至?xí)蔀槿螂姵刈畲蟮纳a(chǎn)中心。

　　二、高端化

　　高品質(zhì)、高安全、高技術(shù)

　　過去十年，中國電池創(chuàng)新突破，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)成本大幅度下降、競爭力大幅度提升，尤其是2018年以來中國動(dòng)力電池行業(yè)在電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面已領(lǐng)先全球。電動(dòng)乘用車?yán)m(xù)航里程1000公里已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，冬季續(xù)航下降、高速公路的超級(jí)快充都在持續(xù)突破之中，已經(jīng)能夠滿足消費(fèi)者需求。尤其是低成本的磷酸鐵鋰電池占裝車比例接近70%，壽命長、安全性很好。但是我們還是面臨著安全方面的挑戰(zhàn)，安全事故還是時(shí)有發(fā)生，儲(chǔ)能電站安全問題會(huì)更加突出。

　　所以，中國動(dòng)力電池創(chuàng)新要從電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新逐步發(fā)展到材料體系創(chuàng)新，這是一個(gè)更加復(fù)雜、更需要時(shí)間積累、但是也是全球動(dòng)力電池創(chuàng)新的制高點(diǎn)問題。此前，應(yīng)該說材料創(chuàng)新基本是由國外主導(dǎo)的。從時(shí)間軸來看，電池體系會(huì)不斷豐富，今后十年還會(huì)經(jīng)過三次技術(shù)變革，在兩三年之內(nèi)鋰電池還會(huì)大幅度創(chuàng)新，2035年前一定會(huì)規(guī)模生產(chǎn)能量密度為500Wh/kg的下一代電池。最值得重視的就是全固態(tài)電池，其難度很大，關(guān)鍵技術(shù)需要全世界的共同努力。目前，日本、韓國、美國在全固態(tài)電池方面取得了重要的進(jìn)展，中國也要加大創(chuàng)新力度。希望通過全球的共同協(xié)作解決全固態(tài)電池的關(guān)鍵材料、界面、復(fù)合電極制備等問題，最終實(shí)現(xiàn)綜合性能。

　　三、智能化

　　智能設(shè)計(jì)、智能制造、智能控制

　　首先就是智能設(shè)計(jì)。我們從實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)到仿真驅(qū)動(dòng)，再到智能化全自動(dòng)，已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。這種方式可以大幅度降低成本，研發(fā)費(fèi)用可以節(jié)省70%—80%。這中間的核心技術(shù)就是高精度的建模技術(shù)和高效率的尋優(yōu)算法，這是一個(gè)趨勢。

　　另外一個(gè)就是智能制造。我們電池制造是一種極致的制造，不能引入任何的雜質(zhì)，任何雜質(zhì)的引進(jìn)去就是隱患，就可能引起安全事故。所以從百萬分之一的缺陷電池到十億分之一的缺陷電池，這就是極致制造。為了實(shí)現(xiàn)極致制造，必須采用智能化，從數(shù)字化生產(chǎn)工藝仿真到數(shù)字化生產(chǎn)車間，再到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，對生產(chǎn)過程要達(dá)到3000個(gè)以上的質(zhì)量監(jiān)控參數(shù)。這是下一步中國電池行業(yè)需要做的。

　　第三個(gè)就是智能控制。首先就是要把傳感器放到電池里面去，溫度、氣體、壓力，現(xiàn)在我們的電池還是不能控制的，只能管理，只有在充電的時(shí)候才能控制。下一步，我們要進(jìn)行全方位的控制，尤其是要加入負(fù)極電位傳感器，把電池分成正負(fù)極，來分開進(jìn)行控制。在軟件方面，就是要引入人工智能，比如安全監(jiān)控，我們通過人工智能可以大幅提升安全檢出率、降低誤報(bào)率，這已經(jīng)在很多車輛上使用了。所以，人工智能在電池使用中大有可為。最終我們要真正實(shí)現(xiàn)新一代的智能電池，也就是現(xiàn)在歐盟提出2030年計(jì)劃，目標(biāo)就是新一代智能電池。中國動(dòng)力電池行業(yè)要加大力度，也要面向2030年實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池從材料選擇、電池設(shè)計(jì)、制造、使用、回收的全鏈條智能化。