9月14日上午，“逐浪硬科技”系列科普沙龙第五期在合肥市科技馆举办。本次活动由科大硅谷建设领导小组办公室、合肥市科协指导，科大硅谷服务平台公司主办，36氪安徽协办。现场，知名科普专家、中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰博士和相关领域的专家学者一起，共同展开了一场关于“新能源电池的昨天、今天和明天”的精彩讨论。#微博科普##微博新知##微博公开课# 要弄清什么是新能源电池，首先要理解新能源电池与传统电池的区别。对此，中科大应用化学系教授、中科大碳中和研究院副院长季恒星博士表示，从用户端角度来看，最大的区别在于能量密度。“能量密度指单位体积或者单位重量，即可以储存的能量有多少。比如说现在主流的锂离子电池，它的能量密度大概是铅酸电池的7倍左右，目前商业化可以做到280瓦时每公斤，相比于干电池则更高。”季恒星表示，“这种新能源电池可以用在不同领域，比如说现在的电动汽车，未来的航空航天等等。”国轩高科中国业务板块副总裁、安徽省新能源汽车产业技术创新战略联盟专家组专家徐兴无从电池的进化史谈起，他指出，新能源电池都是可充电的二次电池。早在140年前就诞生了第一代可充电的电池——铅酸电池，之后出现了第二代的镍氢电池、镍镉电池，当下被集中用在新能源汽车、便携式电子等领域的锂离子电池则是第三代新能源电池。关于电池的下一代技术，固态电池是最火的概念之一。例如，媒体经常报道，日本计划在2030年实现固态电池商用。那么，固态电池是什么？它的现状和前景如何？季恒星和徐兴无表示，固态电池和常规锂离子电池的差异在于内部材料的种类，而这一关键材料就是它的电解质。如果把电池内部的液态电解质用固态电解质材料取代，这样的电池就被称为固态电池。固态电池在理论上具有更高的能量密度，但困难在于固体电解质和电极材料之间的界面接触，它难以做到像液体电解质对固体电极材料的“无缝包裹”。对此的解决办法，有些是回头引入部分的液态电解质，有些是引入凝胶状的电解质。但如果是全固态电池，里面就不能用到液体的电解质。季恒星强调，固态电池在科学原理层面都还有不少问题，更不用说技术集成和生产制造仍有很大的困难。历史上各种类型的电池从在科学层面提出，到大规模投入实用，普遍需要经过几十年。袁岚峰评论，逐浪硬科技第四期讨论了载人登月，现在看来，中国在2030年载人登月是有很大可能实现的，但固态电池在2030年商用应该是极具挑战。回到新能源电池，能量密度是其最重要的技术指标之一，直接关系到电动汽车的适用范围和续航里程。一个有趣的问题是，电池的能量密度相比汽油如何？季恒星表示，每公斤汽油的能量如果完全释放相当于12度电，而目前电池的能量密度普遍在零点几度电每公斤。乍看起来，前者远远高于后者，但内燃机的效率超过50%都非常困难。对于实用，还需要考虑配套的动力系统，比如发动机和变速箱。当考虑到这些之后，电动车和燃油车在续航里程方面的实际表现已经可以相提并论了。徐兴无表示，世界各国都在制定电池能量密度的提升计划，如我国计划到2025年、2030年、2040年分别实现300、400、500瓦时/公斤的目标。另一个重要问题则是新能源电池的安全性，这也是公众最为关注的议题之一。例如许多人认为新能源汽车着火以后烧得比燃油车快，难以逃生，因此不愿意选择新能源汽车。季恒星认为，“安全”本身是一个复杂的命题，也有主观因素，难以像能量密度做定量描述。“导致不安全的情况之一就是能量过高，短时间内不可控释放，例如炸弹。所以能量密度和安全这两个指标本质是难以调和的。电池的能量密度如果过高，安全性必然会降低，反之亦然。”另一种情况则是使用和操作不当带来的安全隐患。徐兴无指出，电池的安全性涉及很多层面，包括主动安全和被动安全，需要设计端、制造端、监测端三管齐下，实现电池质量的一致性、单只电芯热失控后只冒烟不爆燃、电池热失控的及时监控等等。随着时间推移、技术迭代、资本涌入，电池的安全性必将不断得到提升。活动最后，在场嘉宾向观众推荐了科普书《科技之声》和《碳中和》，并回答了现场观众的问题。本场主持人、科普专家袁岚峰博士表示，“希望人类早日解决化石能源和气候变化的问题，希望新能源电池支持我们早日进入清洁能源的时代。也许我们的观众朋友中，就有人做出关键的贡献！”
