陳立泉院士：電動船舶和eVTOL，鋰/鈉電池新藍(lán)海

國內(nèi)新能源汽車遠(yuǎn)未達(dá)到過剩的程度，并且鋰/鈉電池的還有廣闊的新藍(lán)海市場。

國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)能未到過剩之時，目前國內(nèi)新能源汽車保有量小于折舊量，并且鋰/鈉電池的還有電動船舶、eVTOL等廣闊的新藍(lán)海市場。

在11月20日2024年高工鋰電年會的開幕式上，中國工程院院士陳立泉針對國內(nèi)電動化市場做出判斷。

一直以來，陳立泉院士的是國內(nèi)鋰電技術(shù)發(fā)展的親歷者與推動者。1974年，陳立泉院士作為中國青年代表團(tuán)的一員訪問日本，1975年，他前往德國馬普學(xué)會固體物理研究所學(xué)習(xí)。在德國，他接觸到新興領(lǐng)域固態(tài)電池，決定轉(zhuǎn)行從事這一研究。這一決定不僅改變了他的個人職業(yè)道路，也為中國鋰電池、固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。回國后，陳立泉院士在中國科學(xué)院物理研究所建立了固體離子學(xué)實驗室，并致力于固態(tài)電池和鋰電池的研究。

1991年，日本SONY公司宣布鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化，中國跟跑，至2014年中國鋰電突圍成功，寧德時代等企業(yè)崛起。在固態(tài)電池方面，陳立泉院士在2015年物理所主持召開第一屆固態(tài)電池討論會，并提出了爭取5年實現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)。

會上，陳立泉院士發(fā)表《電動船舶和eVTOL，鋰/鈉電新藍(lán)?！分黝}演講。在談到新能源汽車現(xiàn)狀，陳立泉強調(diào)，盡管外界普遍擔(dān)憂中國新能源汽車產(chǎn)能過剩，但實際情況并非如此。截至2024年6月底，中國新能源汽車保有量約為2472萬輛，占汽車總量的7.18%，國內(nèi)新能源汽車保有量小于折舊量，遠(yuǎn)未達(dá)到過剩的程度，并且鋰/鈉電池的還有廣闊的新藍(lán)海市場。

電動船舶和eVTOL前景廣闊

陳立泉院士指出，電動船舶是大勢所趨。全球90%的國際貨物依賴海運，但船舶電動化率目前僅為0.1%。船舶污染排放對大氣環(huán)境影響顯著，因此電動化是減少污染的重要途徑。據(jù)預(yù)計，到2025年和2030年，船用鋰電池市場規(guī)模將分別達(dá)到1.4GWh和21.9GWh。為推動電動船舶的發(fā)展，陳立泉建議采用“換電+儲能”的模式，以減輕船舶運營者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，提高電動船舶的推廣效率。

eVTOL（電動垂直起降飛行器）作為低空經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，具有廣泛的應(yīng)用前景。陳院士指出，2021年國務(wù)院首次提出發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)，尤其深圳是國內(nèi)發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)的“領(lǐng)頭羊”，預(yù)計到2026年，低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模將超過1萬億元。

eVTOL在醫(yī)療救護(hù)、物流運輸、高層消防等領(lǐng)域都有切實的推廣意義，并強調(diào)，低空經(jīng)濟(jì)在解決城鄉(xiāng)二元化問題、實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興方面的重要作用。近日消息，中央空管委即將在合肥、杭州、深圳、蘇州、成都、重慶六個城市開展eVTOL試點，為eVTOL投用進(jìn)一步打開局面。

高性能電池技術(shù)挑戰(zhàn)與突破

陳立泉強調(diào)，高性能電池是電動船舶與eVTOL發(fā)展的關(guān)鍵。陳立泉認(rèn)為，固態(tài)電池是下一代電池的重要方向。固態(tài)電池采用固體電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)，具有更高的安全性和能量密度。然而，固態(tài)電池并不意味著完全安全，也面臨著正極與固體電解質(zhì)界面接觸不良等問題。

此前，陳立泉院士提出原位固態(tài)化的技術(shù)路線，通過硅負(fù)極等材料在充電過程中形成固態(tài)電解質(zhì)膜，有效提高了固態(tài)電池的性能。目前，衛(wèi)藍(lán)新能源原位固態(tài)化固態(tài)電池已實現(xiàn)360Wh/kg的能量密度并裝車蔚來。下一步到全固態(tài)電池典型設(shè)計將實現(xiàn)能量密度500Wh/kg。

此外，陳立泉還介紹了一種新的固體電解質(zhì)材料VIGLAS，這是一類在室溫具有聚合物粘彈性的無機(jī)玻璃材料，在低溫熔鹽LiAICI/NaAICl中巧妙引入O，形成的LiAICl4-2xOx(LACO)和NaAICl4-2x0(NACO)無機(jī)玻璃電解質(zhì)具有類似聚合物的粘彈性，LACO和NACO的室溫離子電導(dǎo)率均大于1mS/cm，且耐高電壓至4.3V。除了鋰電池和固態(tài)電池外，陳立泉還指出鈉離子電池進(jìn)展迅速。他指出，鈉資源豐富且價格低廉，使得鈉離子電池在成本上具有優(yōu)勢。

目前，鈉離子電池在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅速，已有多個示范項目成功運行。對未來電池技術(shù)的發(fā)展，陳立泉院士持樂觀態(tài)度。他認(rèn)為，隨著材料科學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)的不斷進(jìn)步，電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全性將得到進(jìn)一步提升。他特別提到了鋰氟電池的可能性，并鼓勵產(chǎn)業(yè)加大研發(fā)投入，推動電池技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新。