歐陽明高：要用綠電實現(xiàn)電池生產(chǎn)零碳排放

　　7月21日，2022世界動力電池大會在四川宜賓舉行。會上，中國科學(xué)院院士歐陽明高圍繞“中國動力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展展望”進(jìn)行了主題演講。本報整理其演講內(nèi)容，有刪節(jié)。

　　我就中國動力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作一個前瞻性展望，從技術(shù)角度談一下未來。我想，未來中國電池產(chǎn)業(yè)朝著低碳化、高端化、智能化三個方向發(fā)展。

　　低碳化：材料制備節(jié)能降耗迫在眉睫

　　中國電池產(chǎn)業(yè)已取得了飛速發(fā)展，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。動力電池的材料成本占到75%以上，而材料成本主要是能耗成本。比如，石墨負(fù)極每噸材料電費占比接近60%，811電池正極材料碳排放占電池生產(chǎn)排放的80%。所以，我們面臨的問題是能耗大、成本高、碳排放較嚴(yán)重。

　　為改善這個問題，首先需要進(jìn)行材料回收，節(jié)省資源、循環(huán)使用，并減少能耗、降低排放。我們現(xiàn)在有火法回收，下一步有濕法回收，再到物理回收，碳排放減少量會越來越高。最后靠什么?綠電。我們最終的目標(biāo)是，通過綠電實現(xiàn)電池生產(chǎn)全生命周期的零碳排放。

　　所以，目前中國動力電池的產(chǎn)業(yè)趨勢一定是向西部轉(zhuǎn)移。向著電池原材料和綠電豐富、人力成本低的地區(qū)轉(zhuǎn)移。所以，我把我的電池研發(fā)中心就設(shè)在宜賓。這里將是一個有大潛力的電池生產(chǎn)基地。

　　高端化：瞄準(zhǔn)全球動力電池創(chuàng)新制高點

　　過去十年，中國動力電池創(chuàng)新突破，已經(jīng)實現(xiàn)成本大幅度下降、競爭力大幅度提升。尤其是2018年以來，中國動力電池行業(yè)在電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面引領(lǐng)全球。但還是面臨著安全方面的挑戰(zhàn)，安全事故時有發(fā)生。

　　中國動力電池創(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——這是一個更加復(fù)雜、更需要時間積累的過程，但也是全球動力電池創(chuàng)新制高點問題。應(yīng)該說，此前材料創(chuàng)新基本由國外主導(dǎo)。從時間軸看，我們的電池體系不斷豐富，今后十年還會經(jīng)過三次技術(shù)變革，在兩三年之內(nèi)鋰電池還會大幅度創(chuàng)新，2035年前會規(guī)模生產(chǎn)能量密度為500瓦時/千克的下一代電池。

　　最值得重視的是全固態(tài)電池，其難度極大，關(guān)鍵技術(shù)需要全世界共同努力。目前，日本、韓國、美國在全固態(tài)電池方面取得了重要進(jìn)展，中國也要加大創(chuàng)新力度。希望通過全球共同協(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，最終實現(xiàn)綜合性能提升。

　　智能化：極致制造大幅減少電池缺陷

　　首先是智能設(shè)計。我們從實驗試錯到仿真驅(qū)動，再到智能化全自動，經(jīng)歷三個發(fā)展階段。這可以大幅度降低成本，節(jié)省70%—80%的研發(fā)費用。其中，核心技術(shù)就是高精度建模和高效率尋優(yōu)算法。

　　其次是智能制造。電池制造是一種極致的制造，不能引入任何雜質(zhì)，引進(jìn)去就是隱患，就可能引起安全事故。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。為了實現(xiàn)極致制造，必須采用智能化手段，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)需要做的事。

　　第三是智能控制。首先就是要把溫度、氣體、壓力等傳感器放到電池里面去。現(xiàn)在我們的電池還不能控制，只能管理，只有在充電時才能控制。下一步，我們要進(jìn)行全方位控制，尤其是要加入負(fù)極定位的傳感器，把電池分成正負(fù)極，分開進(jìn)行控制。在軟件方面，要引入人工智能，大幅提升安全檢出率、降低誤報率，這已經(jīng)在很多車輛上使用了，在電池中也能大有可為。歐盟已經(jīng)提出了2030年新一代智能電池的計劃目標(biāo)，中國動力電池行業(yè)也要加大創(chuàng)新力度，面向2030年實現(xiàn)動力電池從材料選擇到電池設(shè)計、制造、使用、回收的全鏈條智能化。