今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)讓鋰電池成為聚光燈下的“明星技術(shù)”。來自美國的約翰·古迪納夫、英國的斯坦利·惠廷厄姆和日本的吉野彰三名從事鋰電池研究的科學(xué)家，共同分享2019諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。記者梳理發(fā)現(xiàn)，在三位獲獎(jiǎng)科學(xué)家致力于鋰電池發(fā)展的創(chuàng)新征途上，也有幾筆精彩的“江蘇印記”——它不僅意味著開啟“一個(gè)可充電的世界”，更作為工業(yè)革命的基礎(chǔ)性技術(shù)，成為行業(yè)轉(zhuǎn)型的強(qiáng)大“助推器”。

諾獎(jiǎng)開啟的鋰電池“盛典”也僅僅是個(gè)開始。手機(jī)電池如何才能真正夠用，電動(dòng)車何時(shí)才能擁有強(qiáng)勁續(xù)航力從容跑長途……圍繞電池的一系列相關(guān)技術(shù)仍有待突破，對(duì)于“技術(shù)咖”來說，諾獎(jiǎng)并不代表“登頂”，更像是一個(gè)激勵(lì)信號(hào)。

技術(shù)革命仍在進(jìn)行，

鋰電池“劇透”新能源發(fā)展

“三位科學(xué)家創(chuàng)造了一個(gè)可充電的世界。”這是2019諾獎(jiǎng)委員會(huì)對(duì)三位化學(xué)獎(jiǎng)得主的表彰評(píng)價(jià)。手機(jī)、筆記本電腦、新能源汽車……在當(dāng)下這個(gè)移動(dòng)終端隨處可見、充電隨時(shí)可實(shí)現(xiàn)的“智能時(shí)代”，化學(xué)獎(jiǎng)花落鋰電池，有人不禁笑論，諾獎(jiǎng)?wù)媸?ldquo;姍姍來遲”。其實(shí)不然，諾獎(jiǎng)在肯定偉大成果的同時(shí)，也傳遞出電池技術(shù)創(chuàng)新“仍在路上”的強(qiáng)烈信號(hào)。“電池的安全性、穩(wěn)定性，以及能量密度等都是亟待攻克的技術(shù)難點(diǎn)。”蘇州大學(xué)能源學(xué)院院長晏成林教授表示，鋰電池的發(fā)展與綠色能源革命仍在進(jìn)行時(shí)，電池技術(shù)是當(dāng)下能源轉(zhuǎn)型、汽車電動(dòng)化的關(guān)鍵。

如何擺脫石油燃料、解決能源危機(jī)，這是上世紀(jì)70年代初的石油危機(jī)爆發(fā)時(shí)科學(xué)家們前行的動(dòng)力，引發(fā)了電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的廣泛研究。“當(dāng)時(shí)科學(xué)家就意識(shí)到，以電為代表的清潔可再生能源是未來技術(shù)的發(fā)展方向，開始研發(fā)各種新型電池。”晏成林介紹， 這其中包括采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成首個(gè)鋰離子電池的惠廷厄姆，以及發(fā)現(xiàn)更適合的陰極材料并且令電池能更安全、輸出電能更多的古迪納夫，還有優(yōu)化鋰電池性能、與古迪納夫合作將學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化到產(chǎn)業(yè)的吉野彰。

50年間，鋰電池從技術(shù)研發(fā)到實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，加速了全人類信息技術(shù)和新能源技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。“手機(jī)、電腦越來越輕薄，太陽能、風(fēng)能甚至可以被儲(chǔ)存，讓無化石燃料社會(huì)成為可能。”省動(dòng)力及儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟負(fù)責(zé)人楊凱說，過去，鋰電池技術(shù)改變我們的日常，今后還將繼續(xù)產(chǎn)生“顛覆”效應(yīng)，隨著電池管理、電池快充等技術(shù)的發(fā)展，將加快開啟便攜式設(shè)備的“下一程”，并讓電動(dòng)汽車成為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的“新巨頭”。

錨定基礎(chǔ)研究，

新一代鋰電池備受期待

鋰電池技術(shù)發(fā)展50年取得的成就，在大眾看來，或許只是濃縮成了一部“充電幾分鐘，通話幾小時(shí)”的便攜手機(jī)。但對(duì)于研究者來說，攻克電池技術(shù)的每一細(xì)微環(huán)節(jié)，都是“漫漫創(chuàng)新路”鋪就的。

在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，科學(xué)家通過一次次的實(shí)驗(yàn)探索，加深對(duì)材料的認(rèn)識(shí)，從而推進(jìn)技術(shù)革新。“今年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給古迪納夫等三人，可以說是對(duì)整個(gè)鋰電池行業(yè)的肯定與激勵(lì)。”晏成林感觸尤深地表示，現(xiàn)年97歲的美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校教授古迪納夫，是諾獎(jiǎng)歷史上年齡最大的獲獎(jiǎng)?wù)?，這一獎(jiǎng)項(xiàng)于他實(shí)至名歸。鈷酸鋰、錳酸鋰等電池材料都是由古迪納夫發(fā)明的，如今，他依舊奮斗、活躍在科研一線，并與江蘇科研團(tuán)隊(duì)在鋰電池基礎(chǔ)研究方面有著重要合作。今年2月22日，古迪納夫與蘇州大學(xué)能源學(xué)院晏成林教授、錢濤老師在《自然-通訊》上發(fā)表了題為《空氣穩(wěn)定鋰金屬負(fù)極用于低成本制造的無枝晶鋰金屬電池》的研究論文。該研究提出了由一種疏水氟化石墨（GF）和氟化鋰（LiF）作為保護(hù)層的鋰金屬負(fù)極，在空氣中可以保持長時(shí)間穩(wěn)定，且具有可以抑制鋰枝晶生長的高安全性能。

“隨著電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電網(wǎng)等高能耗儲(chǔ)能應(yīng)用的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的鋰離子電池已經(jīng)不能滿足需求，迫切需要開發(fā)具備高能量密度的新一代鋰電池。”晏成林向記者解釋道，該研究利用高溫下熔融的鋰金屬和氟化石墨反應(yīng)形成保護(hù)層，既可以保護(hù)金屬鋰在空氣中不被侵蝕，又可以提高鋰負(fù)極穩(wěn)定性、安全性，延長電池壽命。

在這一研究成果的推動(dòng)下，今后，普通干燥房就可以進(jìn)行電池組裝，并且可以實(shí)現(xiàn)大面積生產(chǎn)，降低成本，加快鋰電池產(chǎn)業(yè)化。

汽車強(qiáng)續(xù)航“提上日程”，

江蘇醞釀電池研發(fā)創(chuàng)新中心

更清潔、更環(huán)保的新能源電動(dòng)車,被視作汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵“賽道”,而“電池”是這場(chǎng)轉(zhuǎn)型中不可繞開的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)下，車載動(dòng)力電池依舊面臨安全、能量密度等多種技術(shù)難點(diǎn)。

“近年來，諾獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)與江蘇的多方位合作，促進(jìn)了電池安全性、能量密度、充放電速度等關(guān)鍵技術(shù)的突破。”省工信廳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)處相關(guān)負(fù)責(zé)人采訪中表示，早在2014年，江蘇就成立了“省鋰電材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，集聚全球創(chuàng)新資源，打通產(chǎn)學(xué)研壁壘，以千億級(jí)為目標(biāo)，打造鋰電池產(chǎn)業(yè)航母。

在江陰，遠(yuǎn)景動(dòng)力技術(shù)公司正致力于以智能物聯(lián)突破電池性能與應(yīng)用的邊界，通過電池?cái)?shù)字模型的海量訓(xùn)練幫助研發(fā)提升效率。此次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的另一位得主，來自日本的吉野彰作為遠(yuǎn)景的技術(shù)顧問，參與規(guī)劃了遠(yuǎn)景電池創(chuàng)新技術(shù)路線，并助推遠(yuǎn)景的新一代產(chǎn)品研發(fā)。

在南京，江蘇塔菲爾新能源科技公司致力于研造出兼具高能量密度與高安全性的產(chǎn)品，將技術(shù)戰(zhàn)略鎖定在固態(tài)電池的研發(fā)。目前公司已與諾獎(jiǎng)得主古迪納夫取得合作機(jī)會(huì)，正就固態(tài)電解質(zhì)與活性材料間的界面相容性問題展開基礎(chǔ)研究，并計(jì)劃將相關(guān)成果應(yīng)用于固態(tài)電池產(chǎn)品中。技術(shù)革新后，汽車鋰電池的安全性、續(xù)航里程、快速充電等方面將有所改善。

“江蘇在汽車制造、鋰電池研發(fā)方面有基礎(chǔ)、有優(yōu)勢(shì)，成為全球知名的動(dòng)力電池研發(fā)和制造中心，是我省中長期發(fā)展目標(biāo)。”楊凱介紹，江蘇動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模全國領(lǐng)先，數(shù)據(jù)顯示，今年上半年全省動(dòng)力電池產(chǎn)、銷量分別累計(jì)完成約8.28GWh（828萬千瓦時(shí)）、7.26GWh，分別占據(jù)全國比重的19.15%、19.95%。此外，南京、常州、無錫等地加速高端動(dòng)力電池產(chǎn)能布局，預(yù)計(jì)2019年底，全省動(dòng)力電池已建、在建產(chǎn)能將超120GWh,可實(shí)現(xiàn)250萬輛新能源汽車配套能力，將成為全國最大的動(dòng)力電池生產(chǎn)基地之一。

本報(bào)記者 王夢(mèng)然