中国科学院院士、中科院金属所教授成会明：发展新型电池技术和做好资源回收同样重要

我们都知道可再生能源的一个问题就是间歇性、随机性大，我们需要把能量转换与存储做好，以此来提供稳定可靠的能源，这样发展高效、低成本的先进储能技术，就是可再生能源高效利用的一个关键技术。我们今天主要讨论电化学储能，特别是锂离子电池的使用。全球锂离子电池的规模增长很快，主要应用两大领域，一是电动汽车，另外一个是规模储能。虽然各个机构对规模储能的预测都不太相同，但是总体来说量是非常大的，都是几百个GWh，这样就带来一个问题，如果我们这么增长的话，锂资源能否支撑锂离子电池的可持续发展？这是我们必须要考虑的问题。

关于双离子电池 能量密度有望比肩LFP

面我就重点给大家介绍一下我们的探索，包括双离子电池，多钠离子电池和锂离子电池材料的回收与再利用。

双离子电池是近年来发展的一种新兴的储能技术，被国际纯粹与应用化学联合会评为“十大新兴技术”。它是摆脱了这个钴资源的依赖，具有低成本、环保易回收的特点，有可能在规模化储能领域里面应用。但是双离子电池也面临很多挑战，包括负极比容量低、能量密度低、材料结构不稳定、循环寿命短等问题，仍然需要采用含锂的电解液分解，也还受到一定的资源限制。

我们也确实遇到了很多挑战，无论是在正极、负极还是电解液都遇到了很多挑战，我们也进行了一系列的探索，包括正极集流体一体化、多活性位点设计、结构改性、界面调控、探索新的反应机制。在负极方面，我们也采用了比如柔性界面构筑，来检测它的体积膨胀，提高循环性能，或者我们采用分子嫁接的策略来合成具有高核心的材料。在电解液优化方面，我们提出了对使用强电子束缚的溶剂，同时来降低自由溶剂分子的用量，来提高循环稳定性容量和能量密度，当然这些还是比较偏基础的探索。

关于多价离子电池 化学元素丰富且安全性好

–   另外一方面，我们也在致力于发展多价离子电池。包括镁离子、钙离子、铝离子，大家都知道这些元素是地壳中这个非常丰富的元素，它具有多价态的特性，那么就有可能用于大规模的储能。

另外一个我们也在致力于开展水系多价离子电池，因为水系电池的话它的安全性非常好，负极包括锌、镁、铝等，电解质也进行了一系列探索。我们发现质子在水系电池中具有重要作用，不仅可以提高电池的反应动力学，促进电后存储。

关于资源回收与利用  发展低成本高效回收方法迫在眉睫

最后一个方面，我们在资源回收与利用方面进行了一些探索。我们都知道现在锂离子电池用量越来越大，但是实际上回收的量是非常少的目前为止。但是锂离子电池的话，它对环境是会带来很大的影响，你看一款手机电池会破坏我们美好的环境，而且我们需要利用锂、镍、钴、锰等这些珍贵资源，所以需要对它最好是进行回收。

对此我们提出了三条思路：

第一个就是从获得单质元素，向获得化合物间接回收向直接回收转变，也就是说回收思路直接化。

第二个是从使用外源试剂向内源的转变。就我不从外边来添加，而是从内部来挖潜，所以这个是回收流程封闭化。

第三个是回收产物的多功能化，高值化。如果我们要大规模利用清洁可再生能源的话，电化学储能技术不可缺少，除了锂离子电池以外，我们需要关注一些新型的非锂的储能技术，来摆脱对锂资源的依赖。同时我们也应该关注锂离子电池的回收，因为锂离子电池的用量这么大，不回收资源浪费，而且对环境有影响，所以我们需要发展低成本高效的回收方法。

人物简介：成会明，1963年出生于四川巴中，炭材料科学家，中国科学院院士、第三世界科学院院士，中国科学院金属研究所研究员、博士生导师，沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料研究部主任，清华-伯克利深圳学院低维材料与器件实验室主任。成会明的研究方向是碳纳米管、石墨烯、储能材料、光催化半导体材料和高性能石墨材料的制造和应用。