摘要：無(wú)論是新能源汽車、軌道交通、物流車等電動(dòng)運(yùn)輸工具，以及智能電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)等，中國(guó)在磷酸鐵鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)與生產(chǎn)已經(jīng)走在世界前沿。

北京時(shí)間昨天傍晚揭曉的2019諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，頒給在幾乎人人都用的鋰電池上做出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家：約翰·B·古迪納夫、M·斯坦利·威廷漢、吉野彰，他們都與國(guó)內(nèi)專家常有交集，在能源電力領(lǐng)域合作甚好。

接力做出商業(yè)化鋰離子電池

“今年頒獎(jiǎng)給鋰離子電池是實(shí)至名歸。”上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授林柏霖說(shuō)。鋰電池投入市場(chǎng)近30年來(lái)，學(xué)界對(duì)這項(xiàng)發(fā)明獲得諾貝爾獎(jiǎng)的呼聲一直很高。為何今年諾貝爾獎(jiǎng)才垂青于鋰電池？其推測(cè)，這是由于近年來(lái)鋰電池在新能源汽車等移動(dòng)式產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。此外，可能也和全球氣候變化導(dǎo)致的二氧化碳減排壓力有關(guān)。“我們團(tuán)隊(duì)曾在《焦耳》雜志上發(fā)表論文，預(yù)測(cè)2040年前的這段時(shí)間將是人類通過(guò)二氧化碳減排，避免災(zāi)難性氣候變化最后時(shí)間窗口。鋰離子電池，則是低碳排放新能源儲(chǔ)存方式中必不可少的一種。”

獲獎(jiǎng)的三位科學(xué)家接力做出商業(yè)化的鋰離子電池。M·斯坦利·威廷漢是鋰離子電池最早的“開(kāi)拓者”。1970年，他采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成首個(gè)小型化鋰電池，但由于沒(méi)有選對(duì)材料，最初的鋰電池極易爆炸。1980年，約翰·B·古迪納夫提出，使用金屬氧化物制成電池的正極，大為提升鋰電池的性能。不過(guò)，他還是沒(méi)能開(kāi)發(fā)出商業(yè)化的鋰離子電池。直到1985年，當(dāng)諾獎(jiǎng)第三人——吉野彰將金屬鋰和碳材料組合在一起用作電池的負(fù)極，才真正解決了鋰離子電池的安全問(wèn)題。此后，鋰電真正走進(jìn)并改變了人們的生活。

事實(shí)上，特斯拉最新款電動(dòng)車采用的，以及華東理工大學(xué)超細(xì)材料制備與應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任江浩正在研究的，都是新型化合物“鎳鈷酸鋰”的正極材料，降低貴金屬鈷的比例，而將鎳的比例提高至80%甚至更高。但不可否認(rèn)，鋰電池沒(méi)有根本性地突破古迪納夫提出的基本架構(gòu)。

不過(guò)，上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授蘇林提出，目前鋰元素在地球含量十分有限，屬于相對(duì)微量元素，“如果把目前地球所有的鋰都只用來(lái)生產(chǎn)新能源電動(dòng)汽車，也只能滿足幾千萬(wàn)輛新能源汽車使用。”因此，在鋰離子電池廣泛應(yīng)用的同時(shí)，也需同步進(jìn)行回收處理等方面的研究。

科學(xué)研究并非一日之功

聽(tīng)聞化學(xué)諾獎(jiǎng)公布，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院特聘教授兼能源研究院副院長(zhǎng)馬紫峰教授多年前的預(yù)言得到驗(yàn)證。他曾于半年前邀M·斯坦利·威廷漢來(lái)滬，并共赴紹興參加第14屆中美電動(dòng)汽車與電池技術(shù)信息交流會(huì)。“威廷漢和我每年要見(jiàn)好幾次。”

吉野彰也曾應(yīng)邀探訪上海，感慨車用鋰電池和新能源汽車發(fā)展迅猛，并對(duì)中國(guó)鋰電池制造商評(píng)價(jià)甚高。他笑言，借助日本科技力量，鋰電池在研發(fā)上有了重大突破，而中國(guó)企業(yè)也正與全世界公司一道，讓鋰電池重新定義未來(lái)，“盡管技術(shù)千變?nèi)f化，然而與之相對(duì)應(yīng)的科學(xué)研究并非一日之功，在快慢之間尋求平衡與突破是科技的真正要義所在。”

中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)也做出貢獻(xiàn)。馬紫峰團(tuán)隊(duì)完成的“磷酸鐵鋰動(dòng)力電池制造及其應(yīng)用過(guò)程關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目，今年榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。他表示，無(wú)論是新能源汽車、軌道交通、物流車等電動(dòng)運(yùn)輸工具，以及智能電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)等，中國(guó)在磷酸鐵鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)與生產(chǎn)已經(jīng)走在世界前沿。“一項(xiàng)新技術(shù)并非誕生于靈感產(chǎn)生的瞬間，而是在廣大研究人員不斷探索和實(shí)踐的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的。”

原標(biāo)題:鋰離子電池廣泛應(yīng)用也需要同步回收處理