隨著中國電動汽車銷量的大幅增長，有預(yù)測報告稱，鋰離子動力電池市場正進入黃金期，到2017年，動力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模將暴增至目前的400%。如此跨越式的規(guī)模增長之下，電池的質(zhì)量成了不可回避的技術(shù)難點。

　　電動汽車的瓶頸在于電池，只有電池動力問題解決了，其他問題才能迎刃而解。業(yè)內(nèi)人士指出，目前宣傳的8年質(zhì)保，其實并不一定能夠?qū)崿F(xiàn)。汽車動力電池在生產(chǎn)過程中由于生產(chǎn)工藝的差異，電池組內(nèi)的電池單體性能也存在些許差別。隨著時間地推移，電池組內(nèi)的單體差異會逐步擴大，最終會影響電池的性能，造成電池性能的快速衰減，由此可見電池的使用壽命對提高電動車的使用率有著至關(guān)重要的作用。

　　王武生教授作為華東理工大學(xué)機械與動力工程學(xué)院教授，國家汽車標(biāo)準(zhǔn)委員會車身分標(biāo)委員會委員一直對電池的使用壽命有著深入的研究，為了更加了解電池的壽命延長技術(shù)，緩解電動車行業(yè)面對的瓶頸問題，我們特地邀請了王武生教授為我們進行專業(yè)的解答。

　　▲上圖為王武生教授就環(huán)保發(fā)明接受媒體專訪

　　記者：王教授您好，請問是什么樣的契機和理由讓您開始組建一批強大的技術(shù)團隊，對電池壽命問題進行長遠深入的研究呢?

　　王武生：電池的壽命決定新能源汽車(愛基,凈值,資訊)行業(yè)的成敗——消費者購買新能源汽車一方面是為了環(huán)保，另一方面是為了節(jié)省燃油費。但現(xiàn)在動力電池的平均使用壽命僅三年左右，三年后就面臨著更換的問題。雖然消費者購買了新能源汽車每年可以節(jié)省三千左右的油費，但卻要支付每年二萬左右的更換電池的折舊費。根據(jù)我們的消費調(diào)查顯示，幾乎99.9%的消費者是不能接受的。這就意味著，如果我們不能延長動力電池的使用壽命，整個新能源汽車行業(yè)將陷入毀滅。

　　記者：你的發(fā)明能將電池的壽命延長到十年以上與汽油車相當(dāng)嗎?

　　王武生：如果按照我的發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)可以做到十年以上。

　　記者：你的發(fā)明與銀隆公司、華為、比亞迪(002594,買入)等公司的技術(shù)相比有什么區(qū)別嗎?

　　王武生：我認(rèn)為以上這些公司的材料都可以使動力電池達到十年以上的壽命。無論是銀隆的鈦酸鋰、華為的石墨烯，還是比亞迪的磷酸鐵鋰。我們以比亞迪的磷酸鐵鋰材料為例：據(jù)他們官方公布數(shù)據(jù)顯示，他們的電池可以達到五千次反復(fù)充放電，以每次200公里為例，可以累計到一百萬公里，這個數(shù)據(jù)遠遠超過了汽油車的壽命，事實上一般家用車的平均總行程不過十五萬公里左右。

　　記者：那為什么電動汽車的平均壽命只有三年左右呢?

　　王武生：這就是問題的關(guān)鍵!也是我今天要談的主要問題。

　　記者：那請問你是采用什么樣的新電極材料呢?是和銀隆一樣的鈦酸鋰還是其他的新的電極材料?還是發(fā)明了新的電解質(zhì)配方。

　　王武生：我沒有發(fā)明新的電極材料，也沒有采用什么新的電解質(zhì)配方。

　　記者：都沒有，那你如何把壽命延長到十年以上呢?

　　王武生：其實這應(yīng)該算一個傳奇吧!我舉一個例子大家可能更好理解：如果一個地方發(fā)生了地震，材料學(xué)家和建筑學(xué)家都去考察房屋倒塌的原因，希望在下次修建房屋時更加堅固。但他們得到的結(jié)論是不一樣的：材料學(xué)家將來會開發(fā)出更加堅固的材料，這就是銀隆、比亞迪、華為做的事，但這非常困難，因為開發(fā)一種新材料過程非常漫長，投入非常大，關(guān)鍵是你是否能經(jīng)受得住下次地震的考驗，特別是新材料的壽命、價格等都需要長時間的檢驗，而建筑學(xué)家則不一樣，他們會在地震的現(xiàn)場尋找那些沒有垮塌的房屋，或者相對受損害較小的房屋，和那些破壞嚴(yán)重的房屋的結(jié)構(gòu)進行對比，從構(gòu)造上面尋求突破口，在下次設(shè)計時采用這種結(jié)構(gòu)，即使采用同樣的材料但房屋會更加堅固。

　　十年前很多朋友希望我去研究新電極材料，我拒絕了!因為我沒有這么多的經(jīng)費，也沒有這么強大的實驗條件，也沒有這么專業(yè)的能力。

　　記者：那你現(xiàn)在為什么又去研究，并且還取得了這么大的成果呢?

　　王武生：我剛才已經(jīng)說過：這是一個傳奇!我在做電池回收的過程中發(fā)現(xiàn)：有的電池特別容易回收，也就是電極材料與集流體特別容易分離，特別是一些知名品牌的電池。但是，有一些電池特別是一些山寨電池特別難分離，有一種山寨電池我花了七年時間才終于分離。有一天我想到了地震，突然來了靈感：在地震中越不容易倒塌的房屋，反過來是不是越安全，使用壽命越長!同樣：越不容易拆解的電池是不是使用壽命就越長。我覺得我已經(jīng)找到了延長電池壽命的秘密!

　　記者：那你找到的秘密到底是什么呢?

　　王武生：脫粉!什么是脫粉呢?以手機電池為例：以前沒有充電寶時，我們通常使用兩塊電池換著用。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)電池中間鼓起來后，就是常說的“鼓包”后基本上就不能用了。為什么“鼓包”?其真正的原因是因為其中的電極材料與集流體分離，就是所謂的脫粉，逐步向電池的中間堆積造成的，因為電池的中間機械強度最弱。

　　記者：只要解決了脫粉實際上就等于解決了電池的壽命問題?

　　王武生：是的。因為脫粉就好比一個100人的生產(chǎn)流水線，大部分的操作工人都離開了生產(chǎn)流水線崗位，雖然人還在車間但是沒有干活，產(chǎn)量自然就下降了。

　　記者：人們常說，動力電池的容量低于初始容量的80%后，電池的壽命就宣告結(jié)束了。那么請問王教授，動力電池的壽命到底有多長呢?得出這種結(jié)論的依據(jù)又何在呢?

　　王武生：事實上，根據(jù)我們的研究，得出的結(jié)論是：動力電池的使用壽命至少有十年以上。為什么這么說呢，根據(jù)美國汽車工程師協(xié)會的調(diào)查，現(xiàn)在已經(jīng)在密西根州找到了一部使用了十一年，現(xiàn)在仍然在使用的純電動汽車。另外，我們不妨做個假設(shè)，如果你有一部手機或電腦已經(jīng)有十年以上，現(xiàn)在一定仍然可以使用。雖然十年后仍然可以使用，但由于工作時間的縮短，已經(jīng)沒有實際價值!如原來可以使用五天的手機現(xiàn)在只能使用四個小時，但四個小時甚至于哪怕只有一分鐘一秒鐘，告訴我們一個事實：鋰離子電池的電化學(xué)反應(yīng)仍然在進行!

　　電動汽車也一樣，當(dāng)每次充電后的使用距離從原來的三百公里降低為四十公里后，你就不會再用了，但四十公里仍然在工作，只是行程短了而已!那四十公里是誰在工作呢?還是原來的電極材料、還是原來的電解質(zhì)、還是原來的集流體!之所以行程縮短是因為其中除了那四十公里以內(nèi)的電極材料在工作外，其余的電極材料都沒有工作，那為什么沒有工作呢?因為他們離開了原來的工作崗位——脫粉!

　　記者：你認(rèn)為只要解決了脫粉，不讓那些電極材料離開工作崗位就能延長電池的使用壽命?

　　王武生：對!由于現(xiàn)在的鋰離子電池在使用過程中不斷地充放電，引起熱脹冷縮，同時由于汽車不斷地運動，導(dǎo)致電極材料與集流體的分離。分離后的電極進行電化學(xué)反應(yīng)的有效表面積變少，內(nèi)電阻增大，從而電池貯存的電量變少，縮短了有效使用壽命。

　　記者：你的意思是只要解決了脫粉問題，現(xiàn)在的電極材料也能達到十年的使用壽命?如果不解決脫粉技術(shù)難題，即使有華為的石墨烯、銀隆的鈦酸鋰也無法延長壽命?

　　王武生：可以這么理解!這就好比人的壽命，現(xiàn)在人的平均壽命只有七十歲左右，但世界上最長壽命是英國的一位老頭達到了143歲。但一般人為什么活不到一百歲呢?這是由兩個原因造成的：一是基因就是所謂的遺傳，這是內(nèi)在因素;另一個是你的生活方式、生活環(huán)境等外部因素。銀隆公司、華為、比亞迪這些公司就是改變基因提高壽命，但是僅有好的基因是不夠的，還必須有一個好的外部環(huán)境。如烏龜可以活一千年，但活到三年時你把烏龜殺了吃了，烏龜也活不到該活的壽命。本來電池的使用壽命可以達到十年以上，但由于脫粉，導(dǎo)致工作效率下降，縮短了使用壽命。反過來說：如果不改變基因，再好的生活環(huán)境我也無法使人的壽命活到烏龜那么長!因為電池本身是有衰減的!

　　記者：我們知道，王教授您和您的團隊對延長動力電池壽命的研究已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進展，您是否能為我們介紹下動力電池使用壽命延長的核心技術(shù)呢?以及這種技術(shù)的核心優(yōu)勢(愛基,凈值,資訊)所在?

　　王武生：我的研究方向不是去尋求新的電極材料，也不是去研究新的電解質(zhì)配方。我們只需要做一個事：讓那些因為脫粉而停止的部分極板上的電化學(xué)反應(yīng)仍然繼續(xù)!我們的核心技術(shù)在于，通過對電極材料進行表面改性處理，有效地防止了電極材料與集流體脫離，保證了電極表面的電化學(xué)反應(yīng)的有效面積不會由于時間的延長而變小，從而保證了電池的儲存電量，延長電池的使用壽命。

　　我們核心技術(shù)的優(yōu)勢就在于，它可將現(xiàn)有的鋰離子電池使用壽命延長一倍以上，與現(xiàn)在汽油車壽命相當(dāng)，并且不對現(xiàn)在的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝進行任何的改進，更重要的是生產(chǎn)成本僅增加：千分之一!

　　記者：你認(rèn)為什么是最好的方案呢?

　　王武生：當(dāng)然是兩者結(jié)合，好的基因生活到健康的環(huán)境里——優(yōu)質(zhì)的電極材料與防止脫粉的技術(shù)的結(jié)合!

　　記者：從您的介紹中，我們發(fā)現(xiàn)動力電池壽命延長技術(shù)對解決目前市場上動力電池使用壽命短的問題具有里程碑的作用，那么除了新能源汽車行業(yè)，我們的動力電池壽命延長技術(shù)還服務(wù)哪些行業(yè)呢?

　　王武生：我們的客戶對象包括新能源汽車主機廠、手機生產(chǎn)企業(yè)以及筆記本電腦生產(chǎn)企業(yè)，可以說動力電池壽命延長技術(shù)能夠應(yīng)用的范圍還是非常廣泛的。

　　記者：您對動力電池壽命延長技術(shù)的市場規(guī)模有何展望呢?

　　王武生：我對我們的團隊以及動力電池壽命延長技術(shù)充滿信心，相信十年以后動力電池壽命延長技術(shù)的市場規(guī)模達到1000億以上完全不是夢想!!

　　▲上圖為王武生教授正在觀察極板表面的材料結(jié)構(gòu)

　　我國的新能源產(chǎn)業(yè)正在飛速發(fā)展，當(dāng)前使用環(huán)保的電動汽車也逐漸被大眾所接受，但電動汽車核心部件“動力電池”價格不菲，因此動力電池的壽命也就成為了廣大電動汽車車主最關(guān)心的問題之一。希望王武生教授的這項發(fā)明，能真正早日投入使用，也希望更多的像王武生教授這樣的科研人才能關(guān)注動力電池，這樣才能更好的推進我國的新能源汽車行業(yè)邁向跨越式的健康發(fā)展。

　　連線人物：

　　王武生，華東理工大學(xué)機械與動力工程學(xué)院教授;2005年《汽車制造與修理》教授級高級工程師;國家汽車標(biāo)準(zhǔn)委員會車身分標(biāo)委員會委員;上海奇謀能源技術(shù)有限公司總經(jīng)理;上海市第四屆創(chuàng)造發(fā)明獎;松江區(qū)第二屆拔尖人才;上海市領(lǐng)軍后備人才;上海市松江區(qū)市民最喜愛的“我們松江人”獲獎人。

　　王武生在長期的創(chuàng)造過程中取得了豐富的科技創(chuàng)新成果，共取得了幾百項發(fā)明，獲得了國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的四十多項發(fā)明專利證書和四項美國專利。其中，發(fā)明的《WFY-1汽車碰撞模擬臺車》，改變了利用線性變量疊加合成非線性曲線的傳統(tǒng)方式，采用直接利用金屬管的變形吸能的原理，實現(xiàn)了波形再現(xiàn)，真正實現(xiàn)了自主開發(fā)，打破了德國、美國在此技術(shù)領(lǐng)域的壟斷，被中國汽車認(rèn)證中心、國家汽車監(jiān)督檢驗中心(上海)等采用，列為上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項目，獲上海市第四屆創(chuàng)造發(fā)明專利三等獎�！断藓深A(yù)緊式安全帶》的發(fā)明，打破了美國專利技術(shù)壟斷，填補國內(nèi)空白，它采用限力式安全帶大幅度提高了乘員的安全性，被中國奇瑞汽車公司、江淮汽車(600418,買入)公司等采用，被列為上海專利二次開發(fā)項目。作為全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會會員，參與了多項國家標(biāo)準(zhǔn)的制定，如《汽車安全帶標(biāo)準(zhǔn)》、《汽車安全氣囊標(biāo)準(zhǔn)》并且主持起草《車輛前下部防護裝置》的國家標(biāo)準(zhǔn)，是上海市第一次自主負責(zé)起草和制定的汽車行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)。針對高原戰(zhàn)士缺氧及部分邊遠地區(qū)的小型醫(yī)院缺少醫(yī)用氧氣的狀況，開發(fā)了《家庭實用、車用小型電解制氧機》，獲得第十屆全國發(fā)明銀獎，據(jù)此發(fā)明制造的產(chǎn)品獲第十屆全國發(fā)明新技術(shù)產(chǎn)品金獎。《安全帶緊急鎖止試驗臺》試驗裝置原來一直依賴進口，每臺進口需19萬馬克，經(jīng)過對比試驗，該產(chǎn)品完全達到國外同類產(chǎn)品的性能，操作更為簡單，填補了國內(nèi)空白，價格僅需人民幣20萬元，已被中國汽車產(chǎn)品認(rèn)證、解放軍總裝備部定遠試驗場、602直升機研究所采用。除了在發(fā)明中取得了豐富的成果外還發(fā)表論文十多篇，其中在國家一級期刊共發(fā)表了具有創(chuàng)新理念和獨特見解的論文6篇。

　　為了展現(xiàn)當(dāng)今在各行業(yè)、各領(lǐng)域取得卓越科技創(chuàng)新成績的企業(yè)及人物的風(fēng)采，進一步營造技術(shù)創(chuàng)新良好環(huán)境，培育科學(xué)精神和創(chuàng)新文化(300336,買入)，增強我國企業(yè)自主創(chuàng)新能力和核心競爭力，推動我國企業(yè)科技創(chuàng)新工作不斷向更高層次發(fā)展，中國科技新領(lǐng)軍者欄目組決定舉辦《中國科技新領(lǐng)軍者展播》系列活動，其宗旨是：尋找科技標(biāo)桿，引領(lǐng)榜樣價值;提高創(chuàng)新能力，聚焦科技新領(lǐng)軍者;交流產(chǎn)品心得，提供創(chuàng)業(yè)分享;發(fā)布科技報告，打造中國世界品牌。

　　《中國科技新領(lǐng)軍者展播》欄目組踐行“聚焦科技新領(lǐng)軍者、整合優(yōu)勢資源、打造權(quán)威品牌”的信念，以專業(yè)報道和誠信服務(wù)的媒體品質(zhì)打造科技領(lǐng)域最具影響力的媒體，更多精彩內(nèi)容歡迎搜索關(guān)注。