来源:聪明的投资者
锂电池之父陈立泉院士最新演讲:世界上所有的电能都是靠锂离子电池储存的，这是不够的。钠离子电池是新型电池的首选。
“现在的电池是什么？目前的电池是锂离子电池，也就是大家熟知的石墨负极，磷酸亚铁锂或三元或钴酸锂正极，电解液是易燃液体电解液，容易引起安全顾虑。
此外，它的能量密度达到300瓦时/千克，这已经达到了液态锂离子电池的一个极限。我们下一步或者说新一代电池是发展固态电池，或者说我们会逐步过渡到全固态锂电池。"
“2018年，我们生产了1.9亿吨原油，进口了4.6亿吨原油，对外依存度已经是71%。本来我们提出对外依存度不超过50%，实际上已经远远超过50%。
汽车数量为2.4亿辆。如果一辆车平均用油2吨，我们进口的4.6亿吨原油刚好够我们的车用。因此，我们必须发展电中国，以取代进口石油。"
“能源互联网有五个特点:第一，使用的能源是可再生能源；二是分布式、去中心化；第三，是互联互通。如果我们想建立一个网络，我们必须连接它。第四，这个网络连接后是开放的。你可以随时出售多余的能量，也可以从网上购买需要的能量。它是开放的；第五，这是智能的，而且都是智能控制的。”
“我们从未停止对固体电解质的研究。最近，我们通过计算发现了一些新材料。同时，我们在固态电池的安全性方面做了大量的工作，发现固态电池的安全性非常好。”
“这些是卫兰新能源的一些新产品。在新品中，我特别强调这款电池的能量密度可以达到1540Wh/L，是目前世界上体积能量密度最高的，重量能量密度可以达到600Wh/kg，电池容量为25Wh。”
“2021年碳酸锂的价格还在上涨。1月4日为5.4万元/吨，较去年上涨1.2万元/吨。有的公司甚至报6.3万元/吨。估计未来碳酸锂的价格还会上涨。这是我们必须发展钠离子电池的重要原因。”
以上，中国工程院院士陈立泉在中国电动汽车百人会主办的2021中国电动汽车百人会云论坛上分享了最新精彩观点。
陈立泉介绍了锂离子电池和钠离子电池的最新RD进展，并分享了卫兰新能源的一些新产品和目前固态电池的性能。
聪明的投资者整理了陈立泉的演讲全文，分享给大家。
锂离子电池已经达到极限。
下一步是开发固态电池。
我今天交流的题目是“新一代电池，引领电动中国”。
目前的电池是锂离子电池，也就是大家熟知的石墨负极。正极采用磷酸亚铁锂、三元或钴酸锂，电解液为易燃液体电解液，容易引起安全隐患。
此外，它的能量密度达到300瓦时/千克，已经达到了液态锂离子电池的极限。我们新一代电池是发展固态电池，还是逐步过渡到全固态锂电池。
固体锂电池的负极材料可以是纳米硅和石墨的复合负极，正极可以是高压锰酸锂、富锂锰基材料或无锂正极材料，电解液是能量密度为300-450瓦时/千克的固体电解质。下一代是长期，锂硫电池或锂空气体电池。
同时，我们现在应该发展钠离子电池，在技术和工艺的各个方面都和锂离子电池差不多。它的阴极也是碳。现在我们用无烟煤，阳极可以不含贵金属，如钴、镍，只含铜、铁、锰等较便宜的元素。
目前电解液是液体电解液，下一步要研发固态钠离子电池。目前钠离子电池的能量密度可以达到150瓦时/千克，做得好的可以达到200瓦时/千克。
中国的能源富含煤、天然气和石油。
我们必须有一个电瓷。
目前，必须介绍我们能量的形式。目前中国的能源形势是富煤、缺气、缺油。我们缺少石油。
2018年我们的能源情况是，煤、石油、天然气加起来占能源总量的85.6%，水、风、光、核能加起来占18.3%。化石能源占主导地位。
2018年，我们生产了1.9亿吨原油，进口了4.6亿吨原油，对外依存度已经是71%。本来我们提出对外依存度不要超过50%，实际上已经远远超过50%。
汽车数量为2.4亿辆。如果一辆车平均用油2吨，我们进口的4.6亿吨原油刚好够我们的车用。因此，我们必须发展电中国，以取代进口石油。
这就是为什么我们想让交通电气化。同时，为了实现设备的智能化，智能设备也必须需要电池。
最近有人指出，我们的碳排放量将在2030年前达到峰值。要实现这一目标，非化石能源比重达到25%，风电和太阳能总装机达到12亿千瓦以上。2020年5亿千瓦，所以未来10年，每年增加7000万千瓦。任务相当艰巨，我们将在2060年实现碳中和。
这样，我们必须特别强调能源互联网，它可以实现低碳能源。发展能源互联网，储能是必须的。现在，一个是锂离子电池，一个是钠离子电池，这就是新一代电池的重要性。
电动汽车、电动轮船、电动飞机是未来的发展方向。
互联网有五个特点。
先介绍一下交通电气化，包括几个方面:
第一，大家都很熟悉的电动车，从2000年就开始规划了。
第二，目前必须重视电动船。一艘万集装箱船的硫排放量相当于15万辆重型卡车，造成严重的环境污染。所以必须发展电力船，尤其是远洋船。我们可以开发无人驾驶的电动船。
第三，电动飞机，从2017年开始，连续三年在国内举办电动飞机空的会议，所以电动飞机的发展是我们未来发展的一个方向。
因为这三样东西:电动汽车、电动轮船、电动飞机对改善环境非常重要。
互联网有五个特点:第一，使用的能源全部是可再生能源；二是分布式、去中心化；第三，是互联互通。如果我们想建立一个网络，我们必须连接它。第四，这个网络连接后是开放的。你可以随时出售多余的能量，也可以从网上购买需要的能量。它是开放的；第五，这是智能的，都是智能控制的。
这五个特性肯定都需要电池，一个是锂离子电池，一个是钠离子电池。
目前，我们被固化在原地。
物理所对固态电池的研究由来已久。
现在的锂离子电池是液体电解质，负极是石墨，正极是含过渡金属的氧化物等材料。
其能量密度极限为300瓦时/千克或略高，安全事故时有发生，如火灾或爆炸。因此，我们应该开发固态锂电池或全固态锂电池，使用金属锂作为负极。
目前，可以使用纳米硅或硅碳复合材料代替锂金属作为负极。可以使用现有的含有过渡金属的廉价正极材料，未来可以开发无锂正极材料。中间的电解质是固体，可以是氧化物、硫化物或聚合物。
目前我们是原位固化，我就说原位固化。能量密度可高达350-500瓦时/千克，安全无燃爆。
物理所长期研究固态电池，从1976年开始研究固体电解质材料。从那以后，我们从未停止过对固体电解质的研究。最近，我们通过计算发现了一些新材料。同时，我们在固体电池的安全性方面做了大量的工作，发现固体电池的安全性是非常好的。
我们在2016年成立了卫兰新能源公司。2018年，固态电池能量密度达到300瓦时/千克。此外，我们进行了原型测试。2019年，我们在溧阳设立了生产基地。现在，固态电池产品已经供应到无人机上，电池安全性已经通过测试。
其原材料全部批量生产，包括硅碳阳极，涂有固态电池所需固体电解质材料的隔膜也可以批量生产。
下面简单介绍一下固态电池的核心材料。现在，预锂化所需的涂有固体电解质粉末的锂箔和隔膜已经工业化。同时，纳米固体电解质可以包覆正极材料，尤其是高镍正极材料。如果没有涂层，它的安全性就没有保证。包覆后容量相当高，可达210mAh/g，高温下容量更高。
目前我们用纳米硅和石墨做复合负极，现在锂离子电池也用纳米硅。我们从1996年开始研究纳米硅，1997年申请了国际上第一个纳米硅作为阳极的专利。
从1997年开始，大概过了17年，从几百毫克到几百公斤，现在我们成立了天目中试公司，专门生产纳米硅材料，可以批量供应国内外需求。这就是纳米硅的发展。
同时，我们还需要预锂纳米硅。这里说明我们的电池经过预锂后容量还是挺高的，达到了每克1000 mAh以上。显示的18650电池的循环相当不错，这是使用的情况。
蓝色新能源一些新产品
下面专门介绍一下原位凝固。此图上部为铜箔集流体，黑色为阳极侧，负极材料为纳米硅或硅碳负极。下面的绿色是隔膜上的LATP涂层，这是一种电解质材料，用于原位固化液体电解质。
还可以看到，经过几次充放电后，在阳极材料的表面，也就是这个黑色颗粒的表面，覆盖了一层SEI膜。在隔膜的表面，因为涂了一层LATP，也就成了有SEI膜的固体电解质。阳极和阴极与电解质完全结合，是原位凝固的。
该图显示了分别涂有氧化铝和LATP固体电解质材料的膜的循环稳定性。可以看出，涂有氧化铝的膜循环性能差，而涂有LATP固体电解质的膜循环性能好。这是目前我们固态电池的一些工艺的详细情况。
这些是卫兰新能源的一些新产品。在新品中，我特别强调这款电池的能量密度可以达到1540瓦时/升，是目前世界上最高的体积能量密度。其重量能量密度可达600瓦时/千克，电池容量为25安时。
这张图介绍的是高比能量300瓦时/千克的混合固液动力电池的情况。它的容量是58安培小时，能量密度是300瓦特小时/千克。图片右上方是液体电解质电池，刺破会着火爆炸，固体电池刺破没事。
这说明它的温度，基本上没有大的变化。这是击穿电压。可以看到，钉子一扎进去，红线的电压就下降，但过一会儿电压就能恢复。这是58Ah电池的循环，1400周容量保持率还是80%。
此外，它的低温性能也相当不错。红线为低温性能，零下20度容量保持率可达78%。放大倍数也相当不错，从0.2C到3C，基本上容量变化不大。
这是一种固态电池，比能量高达400瓦时/千克。它的电池容量是11安培小时，电池在中间，右上角是它的0.3C循环性。
可见其安全性还是不错的。钉子插入后，它的电压也下降，当钉子还在里面时，电压逐渐上升。针灸过程中温度上升很少，也就是上升差不多两三度，所以400瓦时/公斤的高能固态电池也是安全的。
这是物理研究所创建的卫兰新能源公司的子公司卫国创新科技有限公司，它在去年的一次评比中获得了四项一等奖。下面是高能量密度一等奖电池:0.2C，能量密度610 wh/kg；2C，能量密度可以达到500瓦时/千克，所以能量密度相当高。
世界上所有的电能都是靠锂离子电池储存的，这根本不够。
钠离子电池是新型电池的首选。
下面我就来介绍一下钠离子电池。为什么要推出钠离子电池？因为现在全世界都在做锂离子电池，如果全世界的汽车都用锂离子电池驱动，全世界的电能都用锂离子电池储存，那是根本不够的，必须考虑新的电池。钠离子电池是首选。
锂的含量相当少，只有0.0065%，钠的含量是2.75%，钠的含量相当多。这张图是我们拿磷酸铁锂电池做对比。它的原料成本每瓦时34美分，钠离子电池每瓦时26美分，比较便宜。
另外，最近可以看到，2021年碳酸锂的价格还在上涨。1月4日为5.4万元/吨，比去年上涨1.2万元/吨。有的公司甚至报6.3万元/吨。估计未来碳酸锂的价格还会上涨。这是我们必须发展钠离子电池的重要原因。
我们在2010年就开始了钠离子电池的研究。过了近10年，从原材料开始，发现了四五种正极材料，四五种负极材料。最后我们选择了右边的正极材料，右上角的含有铜、铁、锰等廉价金属的正极材料，右下角的无烟煤材质的碳材料，这样就保证了材料成本相当低。
6小时软包装钠离子电池的能量密度相当高。
高低温性能都很好。
6小时柔性钠离子电池能量密度达到145瓦时/千克，已经相当高了。可以快速充电。5C充电/5C放电容量是1C充电/1C放电容量的90%，10C充电/10放电容量是1C充电/1C放电容量的70%。快充性能优于锂离子电池。它的循环性，1C充电/1C放电的循环性可以达到6000次以上，3C充电/3C放电的循环性可以达到3000次，所以它的循环性相当不错。
此外，其高低温性能良好。左上角是60度才能充满电。如果在60度的高温下存放7天，容量会下降。常温下，很快就会恢复。
左下角的图片显示，充满电后，在85度下存放7天，容量会有所下降，在室温下存放后会恢复。右上角，是80度循环。一般锂离子电池80度循环都挺差的，钠离子电池80度循环还是挺好的，近1000次容量保持78%。
另外看低温性能，图中蓝色曲线是钠离子电池的低温性能，可以在零下40度充放电。黑色是磷酸铁锂电池的放电曲线。可以看出，磷酸亚铁锂在零下30度的时候，容量已经相当低了，只有原来的40%，所以钠离子电池的低温性能和高温性能都很好。中海钠公司是物理研究所成立的公司。这里有各种钠离子电池，有软包装的，铝壳的，圆柱形的。
科学院物理研究所在2010年就开始了钠离子电池的研究。上图是对材料的研究，下图是对电池的研究。大约在2015年，第一块柔性电池被开发出来。这是一辆电动自行车。这是我们展示电动汽车的2017年，这是我们在2019年展示的第一个储能电站。这是电动观光巴士。这是整个钠离子电池的发展。
我就介绍这么多。最后，我用两句话来结束我的交流。第一句话是“固态电池工作速度快，引领电动中国”。第二句是“钠离子电池并驾齐驱助推能量互联。”
谢谢大家！
