中国科学院老科学技术工作者协会

简  报

﹝2023﹞ 第一七八期（总第949期）

中国科学院老科协办公室      2023年12月6日

中国科学院老科协物理研究所分会举办

“发展清洁能源，实现双碳目标”学术沙龙

2023年9月28日，中国老科协和中国科学院老科协主办、中国科学院老科协物理研究所分会承办的，主题为“发展清洁能源，实现双碳目标”的学术沙龙活动在物理研究所怀柔研究部举办。中国科学院老科协副理事长赵震声和办公室主任黄玉萍、天文台老科协理事长屠乃琪、中国老科协智库专家朱星、半导体研究所原副所长俞育德、理论物理研究所研究员郑伟谋等和物理研究所的专家共30多人参加了此次活动。沙龙活动由物理研究所分会理事长吴令安主持，物理研究所怀柔研究部主任吕力致欢迎辞。

吕力主任首先向大家介绍了怀柔科学城和物理研究所在这里的研究项目。他说，物理研究所在这里承担1个科研装置、2个平台，即“综合极端条件实验装置”，和“材料基因组平台”、“清洁能源平台”。这个科研装置和两个平台是想要改变以前寻找新材料的方法，实现高通量的材料合成和检测，配合数据库、人工智能等等，构成物质科学研究的一个重要基地。他还说，电池材料现在也用上了高通量研究的办法。

接着由物理研究所研究员、博士生导师李泓作主旨报告。他的主要研究方向是高能量密度锂离子电池、固态锂电池、电池失效分析、固态离子学。他提出并发展了高容量纳米硅碳负极材料，基于原位固态化技术的高能量密度固态锂离子电池等方向，是国家新能源汽车创新中心学术委员会委员，负责策划、设计北京清洁能源材料测试诊断研发平台和先进固态电池北京工程中心。

这次学术沙龙活动报告的主要内容是，结合中国“承诺力争于2030年前实现碳达峰、努力争取2060年前实现碳中和”的双碳目标，以及中国富煤、贫油、少气的资源状况，为保障我国能源安全和生态环境，结合目前可能的能源存储技术和社会用能模式，细致分析不同技术路线并论证不同领域的实现路径和实践方法。

李泓的报告从先进电池支撑“电动中国”目标的实现，液态锂离子电池到固态电池的发展，钠离子电池的研发进展，中国科学院物理研究所在电池方面的研发布局，以及固态电池产业的中长期发展规划共五个方面，详细介绍了电池从基础研究到产业化发展的历程和它的重要性。

李泓首先从关于先进电池支撑“电动中国”目标的实现谈起。他简要介绍了电池技术广泛应用于生活的各个方面，也提出了在国内 “能源互联网+电动中国”的发展建议。他详细介绍了电池在交通领域的应用现状，介绍了储能是双碳目标实现的重要支撑技术。接着，他回顾了我国锂离子电池产业的发展历程和现状，着重介绍了我国锂离子电池的产业链。

关于从液态锂离子电池到固态电池的问题，李泓从锂离子电池的工作原理讲起，介绍了其关键材料的原始创新历程，各类动力先进电池集成系统技术特点，并特别介绍了电动汽车应用对锂离子电池的核心需求，包括高安全、快充、高能量、长寿命、低成本、宽温区等。为兼顾高能量和高安全的策略，电池技术从液态走向全固态。然后，他介绍了物理研究所在固态电池领域的研究历程，物理研究所陈立泉自1976年在德国马普所研究开始做氮化锂研究，回国之后在物理研究所组建了固态离子学实验组，开始做固态电解质研究。1980年代开始将研究目标逐渐聚焦到锂电池。1990年代找到合作伙伴，开始锂离子电池产业化研究。

此外，李泓在报告中还介绍了钠离子电池的研发历程，他分析了钠离子电池的工作原理，着重介绍了物理研究所钠离子电池基础研究及产业化历程，分析了钠离子电池成本比较低、工作温区比较宽、倍率性能高、容易制造等优势。他说，我们团队于2011年开始做钠离子电池的研发，2015年申请第一个专利，2022年开始量产。

李泓向各位专家阐明了物理研究所在电池方面的研发布局。物理研究所是以基础研究和应用基础研究为主的研究机构，有责任做前瞻性的技术研究。为此，在怀柔成立了北京清洁能源前沿研究中心，依托清洁能源平台、材料基因平台、综合极端装置、北京光源等设施，通过基础研究和关键技术攻关，联合顶尖企业，争取尽快在固态锂电池和钠离子电池等清洁能源的高精尖技术领域达到世界领先，满足电动交通工具等国家重大需求。

李泓介绍了物理研究所在江苏溧阳建成了天目湖先进储能技术研究院，定位为面向各类应用的储能技术，发展成为集创新技术、测试诊断、失效分析、工程放大、智能制造、 系统集成、资质认证、高价值信息服务、高端培训为一体的综合研发机构。基地里有很全面的测试分析设备，工艺工程中心，为中试放大服务，致力于建设成为开放型新能源技术孵化基地。此外，广东东莞松山湖实验室是物理研究所新材料研发南方基地 、粤港澳交叉开放的新窗口。

李泓说，研发与测试分析平台技术成熟度按照国际标准有9级；我们的布局是，原始的概念1-3级在中关村做，2-4级在北京怀柔工程中心完成，从5级以上的技术成熟度，基本是在天目湖储能技术研究院和松山湖实验室来完成。为了固态电池的开发，陆续孵化了一系列企业。

物理研究所作为科研国家队，是国家战略科技力量的一部分，希望做一些其他单位做起来吃力、我们做起来也吃力，但是我们能够做到的事情。首先就是探索在高寒、高温、高湿、深海、深空还有自修复、抗打击、抗暴这些方面的解决方案，涉及了大量的新材料研发，还有基础的科学问题，非常多的科学问题在里边，最后实现交通能源的融合，形成一个计划。

最后，李泓谈了先进电池的中长期发展规划。怀柔平台将通过原始创新，开发各类先进电池技术；融合发展满足交通和能源战略需求的先进电池技术及下一代电池材料技术路线。在更远的未来，目标是实现能量转化与储存一体化智能系统。

李泓研究员的主旨报告吸引了参加沙龙活动的各位专家的极大兴趣，大家围绕先进电池从基础研究到产业发展以及国家发展规划这一话题展开热烈讨论。

郭沁林提出钠离子电池与锂离子电池充放电速度问题。对此，李泓从钠离子电池的负极用的碳材料、钠离子的离子强度两方面做了解释。他们还讨论了光电子能谱仪等设备的使用。

麦振洪、厚美瑛提出电池生产的污染源问题，快速充电问题，电池寿命的问题，电池回收的意义、回收渠道问题，与各位专家共同探讨。李泓从能量转化效率、商业化过程遇到的经济问题和研发进展等方面做了介绍。

麦振洪、朱星等专家提出特殊环境下不同电池技术的竞争问题，以及新能源汽车征税和各国面对新能源与传统汽车产业保护的问题。李泓认为在这样的领域里，只采取保护措施不能使国家振兴，新技术及其产业链才是根本，互相渗透的产业链是比较好的。还有，如氢能源和锂电池相比的话，在成本和排放方面有很大的优势。

俞育德曾在过去多年中参与电池产业化工作。他回顾了物理研究所锂离子电池产业化发展的曲折道路，简要分析了这个团队对科研的追求，取得科研的突破，在物理研究所的平台和环境下，创造出的从基础研究到产业化的成功的案例，前景非常好。屠乃琪认为电池技术在交通方面的应用发展很快，同时在容量、快速充电、安全性等方面应该作逐步深入的探讨，

最后赵震声副理事长做总结性发言。他说：物理研究所的基础研究工作做得非常有特色，站在我国物理界最前沿。听了今天的报告，又了解到他们产业化的工作也做得非常有特色。现在清洁能源产业已是遍地开花，但在起步的时候，肯定是相当的困难，现在走上了良性循环。物理研究所的研发项目除了国家的支持以外，从企业方面也得到了很多的支持。他还提到研究所在产业化发展方面，遇到的困难包括机制和理念问题、国家对于科学院的定位等问题、科研人员和企业之间的合作中相互磨合问题。物理研究所的三环公司，也是从基础研究到产业化，维持得非常好，做得比较成功。他建议物理研究所电池研究团队，认真总结经验，研究人员怎样把研究成果应用到产业中去，得到推广，为国家需求解决问题。

报告会结束之后，专家们参观了北京清洁能源前沿研究中心。

                 沙龙活动现场     李泓研究员作主旨报告   吴令安理事长主持沙龙

                                                  活动、吕力主任致词        

               中国科学院老科协      俞海龙介绍北京清洁       参加沙龙专家们

                    领导莅临指导        能源前沿研究中心             合影