過去兩年來，三元動力電池因其高能量密度、行駛里程遠等特性，在動力電池江湖中傲視群雄，市場份額節節攀升。

今年前9個月，我國三元鋰電池累計實現裝機16.9GWh，在累計總裝機量中的比重已經過半，提升到了58.54%。

但是兩個月前，中國工程院院士楊裕生發表了一篇署名文章，旗幟鮮明的反對大力發展三元動力電池，應重視磷酸鐵鋰電池發展。

此文一出，引發了三元動力電池相關廠商的猛烈回擊。對于這些回擊，楊裕生表示，歡迎業內進行廣泛討論。

因在我國核相關方面的突出成就，1995年5月，楊裕生當選為中國工程院院士。1998年，他開始研究電池，從1998年至今一直從事高能密度二次電池、超級電容器等研究開發，是中國高能二次電池-鋰硫電池的開拓者。

11月8日，作為電池領域的權威專家，楊裕生院士接受了能見的專訪，就三元電池安全問題，以及電動汽車發展路線與下一代動力電池進行了詳細解答。

1、三元動力電池安全問題暫時無法解決

能見：楊院士，您上次撰寫的文章影響非常大，當然許多三元電池相關廠商也進行了回應，他們中一部分人可能認為您的觀點并不科學，您如何看待他們的回應?

楊裕生：首先看一個現象，特斯拉采用的是三元電池，但是去年年底已經燒了十幾輛車，他可以叫“燒車的冠軍”，今年特斯拉又燒了4輛車，就在5月份燒了2輛車，燒死了3個人、燒傷了1個人。今年，我們國家已經燒了38輛車，90%以上是乘用車，主要采用的是三元電池。當然這個統計數據并不太準確，但是總體可以反映一個情況。

三元鋰離子電池一旦著火，火勢蔓延太猛，來不及逃生。實際上，三元鋰離子電池針刺實驗過不了關，以前國家標準里面是要求必須進行針刺實驗檢測的，但是現在已經把這個實驗檢測放在一邊了，而且允許乘用車上敞開使用。

現在已經形成了以提高比能量為首要指標的“慣性思維”。所以鎳鈷錳比例從333、523、622到811，危險性不斷的在增加。三元電池現在采取許多措施來提高安全性，成組之后它的能量比并不是很高，比如三元電池現在成組能夠到160Wh/kg的多一點，而磷酸鐵鋰電池現在有的公司也已經做到150Wh/kg，單體做到180Wh/kg。

能見：質疑您的觀點中，有這樣一種聲音，您說三元電池有危險性，出現車輛自燃現象，但是也有磷酸鐵鋰電池也發生過燃燒，您如何看待這個觀點?

楊裕生：這是本末倒置，磷酸鐵鋰電池比三元電池安全，是從技術層面來看是這樣，但是并不代表磷酸鐵鋰絕對的安全，也不代表所有的廠家生產出來的質量都非常好。從工藝層面上看，有的磷酸鐵鋰動力電池制造企業可能不過關，可能也會導致安全問題。

從過去發生燃燒的電動汽車案例來，三元電池的占比是最大的。在同樣的條件下，三元電池要比磷酸鐵鋰電池危險的多。

能見：三元電池安全性差的技術原理是什么?

楊裕生：電池組像汽油箱那樣，是一種含高能物質的部件。鋰離子電池中的電解液是用有機溶劑配制而成，其易燃的程度不亞于汽油。正極的氧化劑和負極的還原劑只隔一層微米級厚的隔膜，內短路則生熱;充放電時，電池內阻也生熱。在達到一定溫度時，正極上的氧化劑可與電解液發生化學反應。大量的化學反應熱會造成熱失控，產生大量氣體，導致氣壓升高、電池破裂，繼而出現車輛燃燒、爆炸情況。

正極的氧化劑不同，電池發生熱失控的溫度也不同。使用熱失控溫度越低的正極材料，電池的安全性越差。特斯拉用的三元鋰離子電池，熱失控溫度不足200℃，尤其是三元材料在達到一定溫度時還會分解釋放出極活潑的初生態氧，即使在沒有外界氧氣供應的情況下，這種電池內部就“完整地具備”燃燒三要素。試想，其安全性能高嗎?這也是三元鋰離子電池起火后，火勢蔓延迅速且難以撲滅的原因。

相比之下，磷酸鐵鋰分子里的氧被牢固地束縛在磷酸根中，很難成為助燃劑，磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度要高得多，其安全性高得多。

能見：您覺得三元電池安全性差，是從理論上來說根本就無法解決，還是因為目前工藝問題無法解決?

楊裕生：從理論上來說，三元安全性問題是非常難以解決的，起碼目前業內水平是無法達到的，想解決三元電池的安全問題，難度是非常大的。

2、補貼一旦取消，三元電池將受到巨大沖擊

能見：既然明知安全問題無法解決，為什么還要大力發展三元電池，而且近兩年三元電池市場份額提升的非常快?

楊裕生：主要是利益機制，國家的補貼機制鼓勵高能量密度，電池廠商為了追逐利益在缺乏科學性的情況下，大力發展三元電池。

能見：他們不擔心嗎?

楊裕生：我國是沒有汽車召回制度的，即便該批次汽車出現問題，比如動力電池安全性問題，目前也沒有召回制度，缺乏對廠商的制約和監管。

能見：最近有些媒體報道，明年新能源汽車補貼整體退坡40%，2020年再退坡40%，直至全部退出。這對動力電池格局會有什么樣的影響?

楊裕生：補貼一旦取消，對于三元電池的影響非常大，既然沒有補貼，汽車廠商肯定愿意采用更為安全的磷酸鐵鋰電池，而不會去采用風險特別大的三元電池。

3、電容型鋰離子電池才是下一代動力電池

能見：有人說固態電池、鋁空氣電池等是未來的主流，您如何看?

楊裕生：目前業內開始研發全固態鋰離子電池。這是針對鋰離子電池易燃燒、爆炸產生的下一代電池。固態電解質除了自身的電導率之外，最要害的是其與活性物質之間的界面電阻隨充放電而增加，這是由于活性物質在充放電時必然的體積漲縮而脫離電解質，也是正極材料掉不可避免的，包括負極材料也有這個問題。界面的穩定性是全固態電池的一個最根本的問題，除非將來能夠做到像橡皮那樣的全固態電解質，它是可以有很大的彈性，隨著活性物質的變化而來變化。

現在研究者降低了調門，不叫全固態了，改成“固態電池”，實際上是半固態或準固態，還是要加點液體，包括功率、壽命、成本等都還有許多問題沒有解決，效果如何，拭目以待。

后鋰離子電池，這是日本人提出來的名稱，叫鋰硫電池，又稱下一代動力電池。它的理論比能量高，但是從比能量看也是有片面性的，它安全性低，容易產生鋰枝晶，體積比能量低，放電倍率低，能量轉換率低，循環次數低，這“五低”問題真正解決之后才能用到車上，還要做很大努力。

下下一代是鋰空氣電池，比能量達到700Wh/kg，行駛里程都可以趕上燃油車了，但是這個事情很微妙，問題更多，很可能是遠水解不了遠渴。也有五個問題，問題比鋰硫問題更大，要成為動力電池更加渺茫。

能見：您覺得未來哪種技術路線可以勝出?

楊裕生：我提出發展電容型鋰離子電池，我認為這將是下一代動力電池。

電容型鋰離子電池就是在正極材料里面要加活性炭。這樣電池，倍率性能提高，電池壽命延長，低溫性能改善，充放電的電壓小100多毫伏。這個里面沒有加炭的充放電的兩根線的距離比較大，加了炭之后充放電的兩根線的距離就大大縮小。說明了電容在里面起了好的作用。活性炭承擔了大部分電流，使得電池的車輛啟動和剎車時候免于大電流對磷酸鐵鋰材料的沖擊。

能見：電容型鋰離子電池現在發展的情況怎樣?

楊裕生：高倍率電池的關鍵在新材料，富鎳材料主要是不長枝晶，高比容量，長壽命，方向是硬炭或硬炭+納米硅，電導率高，中孔率高，密度高，純度高，比表面高，性能比高，相互制約，尋求最佳途徑。孔徑要適用于不同直徑陰離子的擴散和建立雙電層電容。目前國內有公司已經研制成功最低孔徑5nm—100nm任意可控的碳氣凝膠，可滿足尋求最佳孔徑的標準。

4、增程式電動車已得到國家認可

能見：您如何看待動力電池與電動汽車之間的關系?

楊裕生：只有電池真正的進步，才能推動電動汽車水平的提高，冒進就要吃苦。就是說，電池如果不成熟，實際上是處于一種不穩定狀態的電池，如果把它大量的用在汽車上，就要出問題。

電動汽車的主要矛盾是安全和里程的對立。安全性是矛盾的主要方面，里程是次要方面，不可顛倒。認可事物都要分析它的主要矛盾，矛盾當中主要方面跟次要方面也要分清楚，如果不分清楚，把主要矛盾、次要矛盾搞錯了，最后我們就要走彎路。

主要矛盾反映在電池上，是危險性與比能量的矛盾，電池的危險性制約“電動汽車里程隨心所欲提高”，我這里講的隨心所欲提高是我們現在每年都在提高要求。瞄準了250公里、300公里、400公里，現在還想沖擊500公里，這就是隨心所欲。

能見：您之前一直呼吁的增程式可以解決目前行業問題嗎?

楊裕生：國家科技部的“三縱”新能源汽車路線最初提出是“純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車”，后來混合動力汽車就改成了插電式電動汽車，后來插電式電動汽車又改成增程式電動汽車，這個變化前后大概10年的時間。今年1月，新的“三縱”中，增程式代替了“插電式”。

10年來我的主張是，要用安全成熟的電池發展節能減排的電動汽車，技術路線有兩條，一是微小型純電動車作為突破口，第二是，大眾型車發展純電驅動的增程式。微小型電動車可以用鉛酸電池做低速車，也可以用鋰離子電池做高速車，這個由市場決定。增程式電動車解決了純電動車的五大焦慮。它是市場化最為可行的一個車種。

現在我的主張逐漸被接受了，很不容易，十年了。今年7月，國家發改委在《汽車產業投資管理規定(征求意見稿)》當中，把增程式列入到純電動汽車內。現在企業也在紛紛做小型車或者發展增程式技術增程器。

能見：增程式技術路線對于動力電池有什么要求?

楊裕生：第一代增程式是純電動汽車上面裝了一個增程器，就是車上發電在給電池充電。第二代是把電力系統和電池進行了優化，所以電動機的功率和電池都減半了，車子減輕了。它的優點很突出，電池組不會過充和過放，壽命延長、安全性高，電池少，補貼退坡取消的影響小，易市場化。城市工況下必燃油車節油50%以上，用戶可以省錢，他可以不充電，免建充電樁，如果有充電條件，節油率可以在80%以上。燃油車的生產設施、加油設施全部可以繼承，便于發展。現在我們提出第三代增程式，叫發電直驅增程式，就是發電機發的電是不經過電池組，直接給電動機，這樣更加節能，電池更少，電池壽命更長。

磷酸鐵鋰比能量已經很高，磷酸鐵鋰電池可以有高倍率放電，壽命可以達到萬次，價格在下降，滿足第二代增程式的要求。第三代增程式的電池用量少，為了接受評測時候發電機的性能，吸納剎車初始時的回饋電能，要求下一代電池應該具有高倍率的充電能力。而我主張的電容型鋰離子電池就可以解決這個問題。

能見：有人說增程式車還是要燒油，不是最終目標，您如何看待這個質疑?

楊裕生：如果我們的汽車油耗降到一半以下，年節油2億噸，環境改善了，能源安全提高，我國由汽車大國向汽車強國邁向一大步，全國人民都可以高興。純電動車未必是最終目標，裝電池多、重，車子重、耗電多，所以應該考慮全過程的節能減排，不是在電動汽車行駛過程這么一段的節能減排問題。

未來的增程式電動車可以不燒油，不增加二氧化碳排放，可以從太陽能來發電給電動汽車提供能量。同時秸稈、甜高粱這一類有機物產生乙醇，再給乙醇的發動機發電提供能量，這樣增程式就全部靠太陽能、風能來發動。