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盖世汽车资讯|中国科学院黄学杰：动力电池无钴正极材料的技术研究


2020年9月27-30日 ， 第二届世界新能源汽车大会在海南省海口召开 ， 本次大会以“共克时艰、跨界协同、合作共赢”为主题 ， 为进一步加强国际交流与合作 ， 加速突破新能源汽车市场化障碍 ， 加快推进“电动化、智能化、共享化”融合发展 ， 由中国科协、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、国家市场监督管理总局共同举办 。 其中 ， 在9月29日举办的“先进动力电池技术创新”主题峰会上 ， 中国科学院物理研究所研究员黄学杰发表精彩演讲 。
盖世汽车资讯|中国科学院黄学杰：动力电池无钴正极材料的技术研究
本文插图

其主要观点如下：
【盖世汽车资讯|中国科学院黄学杰：动力电池无钴正极材料的技术研究】1.梯度组分设计电极材料和高镍低钴/无钴层状正极材料是三元正极材料降钴的新技术 。
2.新一代无钴正极材料中镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）能量密度成本比更有优势 。
3.无钴正极材料镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）中锂资源利用效率最高 。
以下内容为现场演讲实录：
谢谢吴老师的介绍 ， 我今天的话题是无钴的正极材料 ， 也是组委会给我的命题作文 ， 无钴的正极材料话题比较热 ， 尤其是上周马斯克开完特斯拉股东大会之后 ， 有一个媒体发布 ， 特斯拉把这个事炒了大半年了 ， 主要是讲怎么把电池的成本降下来 ， 要把电池的成本降一半 ， 现在单体电池的成本 ， 锂离子每个瓦时也就是四五毛的样子 ， 降一半还是比较狠的 ， 但是如果这个目标实现的话 ， 基本上电动汽车经济上就OK了 。 他有几招 ， 怎么把尺寸变化、材料变化 ， 后面重点是做正极材料里完全无钴 ， 所以 ， 大家都关心这个问题 。
正极材料里最早是从钴酸锂开始的 ， 但是 ， 钴酸锂不能拿来做电动汽车 ， 做了之后买不起 ， 世界上也没有那么多钴拿来做汽车 。 无钴早就有了 ， 日产的第一代电动汽车就是锰酸锂 ， 就是无钴的 ， 但是 ， 锰酸锂的里程不够长 ， 今天主要是用在二轮车 。 后面还有镍锰酸锂也是无钴的 。
正式讲之前 ， 我先说一下我工作的两个地方 ， 第一个是中国科学院物理研究所固态离子学研究组 ， 我在那里工作30多年 ， 从组员到组长 ， 主要是从技术研究做到应用研究 ， 往产业转移技术 ， 支持产业的发展 。 做无钴也做得比较早 ， 97年我发的文章 ， 活是96年干的 ， 那个时候是把无钴的镍酸锂搞清楚 。 待会我讲25年之后 ， 无钴镍酸锂有新的变化 。 这两年我花比较多的时间工作的一个地方是广东松山湖材料实验室 ， 这个实验室2018年开始设立 ， 有2年多的时间主要是做纯技术的研究到应用研究 ， 以及到产业技术化的推广 ， 做全链条的研究工作 。
我们的房子正在盖 ， 大概明年可以封顶 ， 明年上半年可以搬进去 。 我们在那里做的是什么呢？在那里不仅做技术的研发 ， 比物理所多了一块 ， 如果实验做得比较好 ， 过去我们就找企业投资 ， 老板投资了以后 ， 很多年都成不了产品 ， 最后是成了但是代价也很大 。 现在做出材料以后 ， 在实验室另外一部分就可以建实验车间 ， 把它测成以后再给企业的老板 ， 企业老板接过去就比较好一些 。
接下来我讲几代无钴的材料 ， 第一代无钴材料是锰酸锂 ， 锰酸锂日常做50万辆以上的汽车 ， 也没有烧过一辆 ， 证明安全系数没有问题 。 为什么我们当时要做它呢 ， 因为我们觉得这个材料安全 ， 这个材料也便宜 ， 那个时候没有考虑能量密度不够怎么办？那个时候也没有人给补贴 ， 是2000年前后的事 ， 所以就做了最便宜的 ， 今天发现这个材料可以做电动自行车 ， 2003年的时候 ， 我就把它搬到苏州建生产厂 。 没有补贴就做自行车电池 ， 那个时候发现做自行车电池可以做得很便宜 。
我经常吓唬做氢酸电池的老板 ， 我说小心点 ， 锂离子电池会越做越便宜 ， 总有一天会比锰酸锂还要便宜 。 今天我很高兴 ， 锰酸锂的电池做得比氢酸便宜 ， 对二轮车的替代也开始了 。 我们当时做二轮车的电池是为了生存 ， 心里老惦记着汽车电池 ， 在万钢主席的支持下 ， 我们一起做了混合电力 ， 这就是在同济做的混合动力的车辆 ， 上面配的是高钴电池的锂电电池包 。 因为拿锂电两个做混合也是一个中国方案 ， 现在在全球得到了很好的认可 。 08年这个电池包也做得比较漂亮 ， 奥运会上有几十台车子在跑 ， 后来往汽车方面走 ， 因为混合动力汽车补贴不多 ， 大家转到纯电动汽车 ， 所以 ， 无钴的正极材料主要是在电动自行车上 ， 今天赶上了好时候 。 刚开始在国内卖不出去的时候主要是在欧洲卖 ， 欧洲的邮政系统 ， 像德国邮政、法国德国、比利时邮政、西班牙邮政都占有垄断的地位 ， 今天看是这个样子 ， 那个时候感谢市场 ， 所以 ， 我比较相信市场经济 。


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