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國家發(fā)改委近日印發(fā)《貫徹落實碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求 推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》。方案提出，鼓勵使用風(fēng)能、太陽能等可再生能源， 通過自建拉專線或雙邊交易，提升數(shù)據(jù)中心綠色電能使用水平， 促進(jìn)可再生能源就近消納。支持模塊化氫電池和太陽能板房等在小型或邊緣數(shù)據(jù)中心的規(guī)?；茝V應(yīng)用。結(jié)合儲能、氫能等新技術(shù)，提升可再生能源在數(shù)據(jù)中心能源供應(yīng)中的比重。支持具備條件的數(shù)據(jù)中心開展新能源電力專線供電。統(tǒng)籌 5G與可再生能源分布式發(fā)電布局，對電源、空調(diào)等能耗系統(tǒng)積極推進(jìn)去冗余簡配， 嚴(yán)控廢舊設(shè)施處理。

11月18日，工業(yè)和信息化部公布《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件（2021年本）》（征求意見稿）。該文件明確對新建電池項目提出要求，對能量型電池的要求是，單體能量密度不低于180瓦時/千克，電池組能量密度不低于120瓦時/千克。


中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授吳鋒認(rèn)為，國家此舉意在鼓勵高能量密度電池的發(fā)展。在“雙碳”目標(biāo)下，未來能源、交通和信息產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)深度融合。在5G技術(shù)支撐下，智能電池將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以新能源汽車為儲能終端的能源互聯(lián)網(wǎng)、汽車互聯(lián)網(wǎng)、信息互聯(lián)網(wǎng)的融合，將大力推動能源革命、交通革命、信息革命。

市場需求：“兩高一低”

問：對于動力電池，我國此前發(fā)布的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃大多聚焦指標(biāo)的上限，此次為新建電池項目設(shè)置能量密度等指標(biāo)的門檻，其意圖是什么？

答：無論是科研層面，還是生產(chǎn)層面，國家的用意都是鼓勵高能量密度電池的發(fā)展，以支持新能源汽車實現(xiàn)更長的續(xù)航里程，滿足市場需求。

從用戶層面看，對于新能源汽車，消費者主要關(guān)注兩個問題：續(xù)航里程和充電時間，二者都與電池的能量密度密切相關(guān)。

隨著關(guān)鍵材料和技術(shù)的進(jìn)步，電池性能有了顯著提升，但是其綜合性能，包括電池的安全性、能量密度、功率密度、壽命、成本等，仍有改進(jìn)空間。

新一代鋰離子電池的共性技術(shù)需要從六方面突破：陰陽離子協(xié)同電荷補(bǔ)償機(jī)制與相關(guān)材料、電池安全、長壽命柔性電池、反應(yīng)界面構(gòu)建與調(diào)控、電池回收和低成本電池材料等技術(shù)。

在充電速度方面，目前新能源汽車的用戶體驗還不盡如人意，這與電池的種類和性能有關(guān)，關(guān)鍵在電池功率密度的提高。當(dāng)然，各種技術(shù)也會根據(jù)用戶需求發(fā)展，在一些應(yīng)用場景也可以采用快充、換電技術(shù)。

問：對于消費者而言，新能源汽車的安全至關(guān)重要。該如何保證電池的安全可靠？

答：從某種意義上說，不能保障安全性，我們所做的就不是動力電池，而是“汽車炸彈”。

決定電池安全性的并非單一因素。解決動力電池安全性問題要從多角度出發(fā)，從全系統(tǒng)入手，還要引入一些新的概念。我們應(yīng)該在深入全面分析應(yīng)用環(huán)境、電池反應(yīng)機(jī)制及其伴生副反應(yīng)的基礎(chǔ)上，多角度、全系統(tǒng)地去提高鋰離子電池的安全可靠性，從材料遴選、電池設(shè)計、電池系統(tǒng)安全等方面來綜合解決問題。

問：目前看，鋰離子電池事故大多與電解液有關(guān)，對于提高安全性，您有何新思路？

答：電解質(zhì)從液態(tài)到固態(tài)的發(fā)展，無疑會使得未來高比能電池的安全性得到更好的保證。我們團(tuán)隊已研制出寬電化學(xué)窗口/高熱穩(wěn)定性和高室溫離子電導(dǎo)率的固態(tài)化電解質(zhì)，還研制出可以匹配安全和長壽命固態(tài)電池體系的納米復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，以及基于納米二氧化鈦與離子液體的高安全性凝膠電解質(zhì)。

問：對備受關(guān)注的電池成本問題，您認(rèn)為該如何解決？

答：對動力電池而言，安全和成本始終是十分重要的問題。實現(xiàn)低成本的途徑在于提高電池比能量和循環(huán)穩(wěn)定性，采用低成本材料，更新電池材料體系，變革制備工藝，實現(xiàn)廢舊電池的有效回收與再生，打造產(chǎn)業(yè)鏈，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，資源共享等。

深度融合：能源+5G

問：有專家指出，在能源革命和“雙碳”目標(biāo)之下，新能源技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)能力、對新能源關(guān)鍵礦物質(zhì)的掌控，以及新材料的科學(xué)創(chuàng)新將成為核心能力。這給電池發(fā)展帶來什么啟示？

答：我們已經(jīng)身處能源革命之中。光伏、風(fēng)電、儲能、新能源汽車等規(guī)?；l(fā)展，將極大改變?nèi)蚰茉吹纳a(chǎn)、傳輸和消費方式，也將大范圍改變?nèi)祟惿钌踔恋鼐壵胃窬帧?br />
新型二次電池作為能源轉(zhuǎn)化與儲存的重要環(huán)節(jié)，面臨著新的挑戰(zhàn)，要從基礎(chǔ)研究和新材料入手，瞄準(zhǔn)新技術(shù)、新工藝，特別要注意具有顛覆性的創(chuàng)新；做到人無我有，并形成產(chǎn)業(yè)鏈，才能使企業(yè)長盛不衰。需要牢記，創(chuàng)新不是炒作，不能急功近利，否則就會是曇花一現(xiàn)。產(chǎn)業(yè)取決于市場，不能揠苗助長，否則就會是過眼云煙。

問：在能源、信息和交通深度融合背景下，有哪些技術(shù)值得關(guān)注？

答：新能源汽車、智慧電網(wǎng)等都需要與5G技術(shù)進(jìn)行融合。

這種融合將孕育一些新技術(shù)和應(yīng)用的產(chǎn)生，比如，5G技術(shù)加上移動信號基站的電力資源管理與分配制度等于智慧自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)云基站監(jiān)管；5G技術(shù)加上動力電池組管理系統(tǒng)等于智能電池管理，對于電的管理和熱的管理會形成一種智能運(yùn)維，能夠極大延長整個電池系統(tǒng)的壽命；5G技術(shù)加上新能源汽車加上智慧充電樁能夠?qū)崿F(xiàn)能源互聯(lián)融合。通過5G技術(shù)與能源互聯(lián)網(wǎng)融合，能夠?qū)崿F(xiàn)高能量密度、寬溫穩(wěn)定性、服役與回收、特殊功能性、快速充放電等，能夠賦予整個網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)新的特性。

單就用電量而言，2020年，我國全社會用電量為7.51萬億千瓦時。根據(jù)預(yù)測，2026年我國三大運(yùn)營商的通信設(shè)備全部升級為5G后，電力消耗將會達(dá)到全國總用電量的2.1%，高于數(shù)據(jù)中心的耗電量水平（約2%）。這么大的耗電量對于電力供應(yīng)實現(xiàn)清潔低碳目標(biāo)，也提出了很高的要求。

問：5G技術(shù)與電池、能源產(chǎn)業(yè)有何關(guān)系？

答：隨著我國能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，風(fēng)電和光伏發(fā)電為主的電源結(jié)構(gòu)將導(dǎo)向大規(guī)模儲能，這種規(guī)模化的儲能應(yīng)用需求將比現(xiàn)在新能源汽車的電池需求高1～2個數(shù)量級。

通過5G技術(shù)的支撐，分布式的多能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、新能源平臺、新能源汽車網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)將組成一個智慧的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。歐洲《電池2030+》計劃中提出智能電池、電池的智能化制造等理念。這都表明，智能電池、5G與能源互聯(lián)網(wǎng)休戚與共。

智能電池：關(guān)鍵環(huán)節(jié)

問：您所說的智能電池與5G的融合，有何深度應(yīng)用，方向是什么？

答：5G技術(shù)有助于智慧數(shù)字化先進(jìn)電池，即智能電池的開發(fā)，這將有助推動“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。

首先，5G時代需要大量的自主供電傳感器系統(tǒng)，核心技術(shù)是“能量采集+電池+嵌入式計算管控系統(tǒng)的高度集成”。

其次，電池單體的趨勢是半導(dǎo)體化，當(dāng)芯片進(jìn)入了電池內(nèi)部，智能電池的出現(xiàn)將會顛覆電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也會進(jìn)一步提升動力電池的安全性能，并成為5G應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。

最后，電池單體在制造過程中將與信息系統(tǒng)緊密耦合，形成數(shù)字電池，即智能電池，實現(xiàn)智能化變革，開啟動力電池新的飛躍。

下一步，電池發(fā)展的一個重要方面是智能電池，我們要從簡單的物理結(jié)構(gòu)組裝發(fā)展到多模塊功能層架構(gòu)一體化集成，實現(xiàn)電化學(xué)數(shù)字監(jiān)測+智能預(yù)判與安全防御+云通信+大數(shù)據(jù)智能交互。智能電池的應(yīng)用領(lǐng)域包括重卡、新一代電信網(wǎng)絡(luò)、高鐵和電動飛機(jī)等。未來，智能電池將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

問：從世界范圍來看，電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展有哪些新趨勢？

答：2020年12月，歐盟委員會推出新的電池法規(guī)，引入了碳排放量、原材料供應(yīng)、可再生原材料的使用比率等環(huán)保規(guī)定。新法規(guī)將于2022年1月1日生效，同時要求從2024年7月1日開始，只有已建立碳足跡聲明的可充電工業(yè)和新能源汽車電池才能投放市場，包括新增碳足跡、再生原材料、電化學(xué)性能和耐久性、可拆卸和可替換性、二維碼標(biāo)簽和CE標(biāo)簽、電池管理系統(tǒng)、電池護(hù)照、安全性等要求，并對運(yùn)營商的盡職調(diào)查和廢舊電池的回收處理提出新的環(huán)保要求。

美國預(yù)計未來10年全球鋰電池市場規(guī)模將提升5～10倍，其發(fā)布的2021～2030年能源電池戰(zhàn)略提出，將保持電極、電芯和電池包等相關(guān)制造業(yè)發(fā)展，制造不含鈷和鎳或替代品的二次離子電池，同時也要開發(fā)新的方法用于收集、分類、運(yùn)輸和處理回收鋰離子電池和其他二次電池，以降低成本。

問：您如何看待我國新能源汽車和電池的未來發(fā)展?

答：中國新能源汽車技術(shù)發(fā)展趨勢主要從以下六個方面展開：能源低碳化、動力電動化、車身輕量化、制造信息化、整車智能化、交通網(wǎng)聯(lián)化。

未來的新能源汽車將成為“智能交通”“智慧城市”的基本單元，除了是交通工具，還要具備進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換的能力。以新能源汽車為儲能終端的能源互聯(lián)網(wǎng)、汽車互聯(lián)網(wǎng)、信息互聯(lián)網(wǎng)的融合，將大力推動能源革命、交通革命、信息革命，較大程度上破解長期困擾能源、交通、環(huán)境領(lǐng)域的痛點難點問題，重塑未來的出行體驗。

5G和星鏈時代正在走來，新能源汽車作為萬物互聯(lián)中的重要一環(huán)，就像智能手機(jī)一樣，將成為未來爭奪的重要陣地。5G和能源互聯(lián)網(wǎng)就像一只無形的巨手，它可以助你登上新的高峰，也可以將你打入谷底，要看你是否有前瞻的思想、創(chuàng)新的膽略、科學(xué)的態(tài)度。只有堅持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的理念，與外界融合，與全球互聯(lián)，才能迎來新的飛躍。圖片

原標(biāo)題：吳鋒院士：智能電池是能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)