中國工程院院士陳立泉
各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，很高興有這個(gè)機(jī)會(huì)參加超級(jí)電容器年會(huì)。
我（的研究）是和鋰離子電池材料有關(guān)的，首先我要介紹一下跟超級(jí)電容器密切相關(guān)的鋰離子電池的情況。鋰離子電池跟超級(jí)電容器應(yīng)該是堂兄弟，不是表兄弟。
    現(xiàn)在鋰離子電池跟超級(jí)電容器越來越靠近了，我簡單介紹一下相關(guān)情況。既然鋰電池和超級(jí)電容器是堂兄弟。
    第一個(gè)是鋰離子電池的發(fā)展對(duì)超級(jí)電容器的啟示，鋰離子電池是中國、日本、韓國的市場(chǎng)，通常說的中日韓是世界鋰離子電池的強(qiáng)市場(chǎng)。其實(shí)應(yīng)該是韓國第一、日本第二、中國第三。
    當(dāng)時(shí)日本占據(jù)了整個(gè)鋰離子電池市場(chǎng)，突然冒出了韓國，韓國占40%多，日本人30%多，中國人占20%多。從市場(chǎng)占有率講韓國第一、日本第二、中國第三。為什么日本從獨(dú)占市場(chǎng)直接滑到世界市場(chǎng)的30%多呢？而韓國為什么達(dá)到40%多呢？我們應(yīng)該有所感悟，為什么韓國后來居上呢？開始韓國并沒有優(yōu)勢(shì)，它借鑒了日本的經(jīng)驗(yàn)，由于兩個(gè)國家很近，日本的科學(xué)家和教授可以利用周末的時(shí)間到韓國傳播他們的經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)，甚至有一些技術(shù)進(jìn)行交流。
（為發(fā)展本國鋰電池行業(yè)）韓國政府出錢從日本買了設(shè)備，韓國人進(jìn)行解剖和分析。最后，韓國人發(fā)展了自己的設(shè)備，造出來的設(shè)備比日本還好，性價(jià)也比高于日本，逐漸日本失去了競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。
   在這種情況下，日本人就提出要找材料的黑匣子。大家知道飛機(jī)有一個(gè)“黑匣子”，它就先在材料上先走一步，當(dāng)韓國人把黑匣子解開的時(shí)候，最起碼花幾個(gè)月到一年的時(shí)間，日本人希望在材料上先走一步，永遠(yuǎn)保持材料的“黑匣子”，優(yōu)于韓國人，這是日本人的策略。
    在這種情況下中國人怎么辦？我自己覺得我們既要學(xué)韓國人，也要學(xué)日本人。學(xué)韓國人是說我們中國的企業(yè)家、公司不要老去買韓國、日本的設(shè)備，我們應(yīng)該由政府出錢跟韓國人學(xué)習(xí)，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，我們也進(jìn)行分析，看一看哪些地方人家是先進(jìn)的，哪些值得學(xué)習(xí)。哪些地方做的不夠，我們?cè)俑倪M(jìn)，做出我們自己全自動(dòng)化的（東西），（不管是）鋰離子電池設(shè)備還是超級(jí)電容器設(shè)備，都要向韓國人學(xué)習(xí)。
    最近工業(yè)和信息化部已經(jīng)支持廣州中研院做全自動(dòng)化設(shè)備的工作，我覺得這是一個(gè)功德無量的事情。我希望中國的企業(yè)家來支持我們自己的設(shè)備，不要總是去買外國人的設(shè)備。
    向日本人學(xué)習(xí)是我們希望我們自己在材料方面應(yīng)該有我們自己的創(chuàng)新，習(xí)近平主席提出來我們要?jiǎng)?chuàng)新，這是對(duì)的。但是我們現(xiàn)在真正做到創(chuàng)新也是不容易的，首先是在思想上我們一定要?jiǎng)?chuàng)新，不要老跟著人家走，如果這個(gè)思想不改變的話，我們很難走出一條道。
我們國家前兩年做鐵鋰電池，一窩蜂的都在做。從今年開始國家出臺(tái)了一個(gè)政策，對(duì)鐵鋰電池補(bǔ)助減少了，而且提出來2015年我們電池組的能量密度要達(dá)到一百到一百五十瓦時(shí)每公斤，它（企業(yè)）肯定達(dá)不到。所以現(xiàn)在就一窩蜂的做三元材料，一窩蜂的往一個(gè)方向走，這是一種不好的現(xiàn)象，對(duì)我們企業(yè)的發(fā)展也是不利的，我希望能夠多元化。
    比如說法國現(xiàn)在有三千多輛電動(dòng)出租車在進(jìn)行運(yùn)營，他們用的就是鐵鋰材料，用的PEO做電解質(zhì)，用金屬鋰做負(fù)極。這個(gè)電池的工作溫度是60℃到80℃，這就跟超級(jí)電容器有關(guān)。電池在啟動(dòng)的時(shí)候，溫度如果達(dá)不到60℃到80℃，這個(gè)時(shí)候就用超級(jí)電容器幫它啟動(dòng)，幫它供電。所以我說鋰電池和超級(jí)電容器是堂兄弟，就是這么一個(gè)道理。人家可以用這個(gè)來做，我們?yōu)槭裁淳鸵桓C蜂的改變了呢？這是我們國家行業(yè)方面的一些問題，我希望我們國家的鋰離子電池應(yīng)該是這么一種狀況：比如說韓國和日本，他們用的是亞酸里頭參鋰的NCA正極材料，如果能和硅碳負(fù)極配對(duì)，能量會(huì)提的很高，但是現(xiàn)在國內(nèi)很少有人用NCA正極材料。我們硅碳負(fù)極一直在做，但是有很大的困難。很大的原因是我們的企業(yè)不太愿意支持這樣的工作，產(chǎn)業(yè)化初期的工作他們不太愿意去做，這是我們行業(yè)里頭的一個(gè)通病。
    我們行業(yè)里還有一個(gè)問題，我們不太尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)，總是希望從別的企業(yè)挖人，把技術(shù)挖過去。這樣的代價(jià)看起來很小，但是他不知道這個(gè)人熟悉的只是某一個(gè)方面，不可能挖一個(gè)人過去什么都知道。所以希望我們的企業(yè)家，包括做超級(jí)電容器的企業(yè)家，能支持偏基礎(chǔ)的研究，或者說應(yīng)用基礎(chǔ)研究，能夠跟這些研究單位合作起來，我們有大量的大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，有大量的研究院、研究所。以中國科學(xué)院為例，大概有42個(gè)單位從事跟鋰離子電池有關(guān)的工作，我們這種單位相當(dāng)多國內(nèi)從事鋰離子電池研究的單位究竟有多少？我想誰也不知道。如果你要分一流、二流、三流的話，很多都是不入流的單位，這些單位名氣很小，但是不等于這些單位不是藏龍臥虎的地方。這些不入流的地方，有很多教授和研究人員是很有水平的。
 所以我希望我們的企業(yè)家能夠把眼光放遠(yuǎn)一點(diǎn)，跟這些單位進(jìn)行合作，簽訂合作協(xié)議，看一看你們企業(yè)需要什么東西，大家一起努力解決這樣的問題。
   鋰離子電池的另外一個(gè)傾向是往電容器發(fā)展，叫做電容電池。它既具有電容的特點(diǎn)，也具有電池的特點(diǎn)，就是把兩者的優(yōu)勢(shì)給結(jié)合起來。所謂電池的特點(diǎn)，就是它的容量可以比較大，電容器的特點(diǎn)是充放電的速度可以比較快，綜合了電容和電池的特點(diǎn)，它的容量會(huì)比鋰離子低，充放的速度也比電容器小。但是它的確有兩者的優(yōu)點(diǎn)，這是鋰離子電池發(fā)展的一個(gè)傾向。我希望超級(jí)電容器的企業(yè)能夠結(jié)合起來，把超級(jí)電容器的能量密度往上提，根據(jù)超級(jí)電容器的要求，根據(jù)應(yīng)用的要求，可以適當(dāng)?shù)膩砀淖冧囯x子電池電容的這種性質(zhì)。
前幾年有一位工程院的院士在推銷一種液氫電容電池，液態(tài)超電容，實(shí)際上就是里面加了活性炭，可能會(huì)帶來一些安全問題。因?yàn)榛钚蕴技舆M(jìn)去以后，有一些氫氣、氧氣不能混合，就會(huì)帶來安全問題，出現(xiàn)事故。我覺得這里面有一些忽悠的東西，我覺得是什么就是什么，不要因?yàn)楹鲇莆覀冏鲆恍┬碌拿�詞。其實(shí)這個(gè)概念也不是新的，有人參加了鑒定，請(qǐng)專家做鑒定，鑒定組組長就鑒定為——國際領(lǐng)先。我當(dāng)時(shí)就問你為什么這么鑒定？他說當(dāng)時(shí)有一個(gè)條件，如果說國際上沒有在電池里頭引入電容的概念，這個(gè)是世界領(lǐng)先的。但是實(shí)際上這位鑒定組的組長沒有看或者說沒有看到這個(gè)文獻(xiàn)，電容電池這個(gè)概念在零幾年文獻(xiàn)上就提出來了。
    另外一個(gè)是目前在發(fā)展的鈉離子電池和以鈉離子電池為基礎(chǔ)的超級(jí)電容器，這個(gè)工作也是需要大家關(guān)注的。它的電容量相當(dāng)大，可以做到水溶液里面。因?yàn)槿魏螄�家只要靠海，鈉的資源就會(huì)很豐富。我們國家的鋰資源、鈉資源還是很豐富的，所以以鈉電池或者以鈉為基礎(chǔ)的鈉的超級(jí)電容器，也是值得關(guān)注的。
    最近有一個(gè)美國公司，是比爾蓋茨投資的，據(jù)說投資了一億美金來支持這個(gè)公司。它們也很厲害，很希望打入中國的市場(chǎng)，美國這家公司在電解液里面加了一些鋰，而且用錳酸鋰加入里頭，可是這個(gè)專利已經(jīng)被復(fù)旦大學(xué)夏教授申請(qǐng)了。所以說美國這家公司要打入中國市場(chǎng)還是有一點(diǎn)距離，但是它已經(jīng)做到相當(dāng)大的兆瓦極了，能量密度比鉛酸電池略低，每公斤20瓦時(shí)左右，在儲(chǔ)能上也是值得考慮的一個(gè)事情。鋰離子電池也可以做水溶液，去年的時(shí)候也是湖南大學(xué)一位教授說是充電多少秒鐘汽車可以跑一百公里還是一千公里，這里頭是鋰的水溶液電池。因?yàn)槲易约旱膶W(xué)生做過這方面的工作，復(fù)旦夏教授也做過這方面的工作，電容量也是蠻大的，使用壽命也是相當(dāng)高的。大家可以去查復(fù)旦夏教授的文章，可以循環(huán)上萬次，循環(huán)性相當(dāng)好。
    但是我的學(xué)生做上萬次肯定做不到，我這里頭問了夏教授，我說為什么我的學(xué)生做的循環(huán)性不好，你的循環(huán)性好。他告訴我一個(gè)很重要的原因，它是用大倍率充放上萬次就可以了，如果說水溶液電極電壓稍稍高了一點(diǎn)，超過了水的分解電壓的話，電極要發(fā)生反應(yīng)。如果說慢慢充放的話，循環(huán)性不好，很快充放可以上萬次。夏教授也做了這種實(shí)驗(yàn)，但是我相信鋰的水溶液電池還是可以考慮的。
    美國政府2014年12月份發(fā)表了一個(gè)材料研究的文件，這個(gè)文件里面提出來珊瑚水溶液電池。特別提到了珊瑚水溶液電池，美國人要做珊瑚的水溶液電池，在超級(jí)電容器方面是不是有可能，這是一個(gè)動(dòng)向。
還有一個(gè)是石墨烯的超電容，我今年2月份到寧波現(xiàn)場(chǎng)看了一下，和徐院士一起去的。去之前我也對(duì)石墨烯鋰離子電池做了一些調(diào)研，覺得網(wǎng)上的一些消息帶有忽悠的成份。說石墨烯可以做到循環(huán)性多好，能量多高的鋰離子電池，這個(gè)是我不相信的。做鋰離子電池的正極有沒有可能？有可能，正極的容量有可能會(huì)高一些。所以我不排除鋰離子電池可以用石墨烯做正極，但是怎么做需要研究，石墨烯沒有問題，但是跟其他的活性炭比它到底有多少優(yōu)越性，現(xiàn)在沒法做判斷。。
今天的會(huì)議是標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)議，對(duì)超級(jí)電容器提出來標(biāo)準(zhǔn)化可以說是正當(dāng)時(shí)，所以我希望超級(jí)電容器作為新型行業(yè)，在做之處就一定要把標(biāo)準(zhǔn)化考慮進(jìn)來，包括它準(zhǔn)入的門檻都要考慮。
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