2019年，諾貝爾化學獎授予了三位鋰離子電池領域的先驅(qū)者：美國德克薩斯大學奧斯汀分校的約翰·古迪納夫(John Goodenough)教授、美國紐約州立大學賓漢姆頓分校的斯坦利·惠廷厄姆(Stanley Whittlingham)教授以及日本旭化成公司的吉野彰(Akira Yoshino)先生。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，鋰離子電池能量密度的提升速度已明顯放緩，并逐漸接近理論極限。與此同時，固態(tài)電池、鈉離子電池、鋰硫電池、燃料電池等新型儲電和發(fā)電體系快速發(fā)展，開始為各種應用場景提供更多選項。

在此次由《國家科學評論》(National Science Review, NSR)編委成會明主持的論壇中，幾位電池領域的專家充分探討了鋰離子電池面臨的瓶頸和發(fā)展方向，分析和暢想了下一代電池的前景與應用，并對我國電池研究與產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀進行了梳理。

鋰離子電池：極限未至

成會明：

有觀點認為，鋰離子電池的發(fā)展已接近極限，大家認同這種說法嗎?

李泓：

我個人不認同這種看法。鋰離子電池的性能包括多個方面：質(zhì)量能量密度、體積能量密度、循環(huán)性、充放電速率、高低溫適應性、安全性等。在這些性能中，只有質(zhì)量能量密度和體積能量密度存在可以定量的理論極限。

僅以這兩個指標而論，我認為也至少還需要十年的研究，才有可能達到極限。具體來說，鋰離子電池的正極材料目前主要有四大類：鈷酸鋰(LiCoO2)、三元材料(Li(NiCoMn)O2)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)和錳酸鋰(LiMn2O4)。

其中磷酸鐵鋰和錳酸鋰的實際能量密度已經(jīng)接近理論極限，而鈷酸鋰和三元材料還有發(fā)展空間。

鈷酸鋰和三元材料的理論容量極限是274 mAh/g，而目前已經(jīng)達到的最高水平分別在205 mAh/g和210 mAh/g左右。通過優(yōu)化，比如開發(fā)高鎳、低鈷或者無鈷的三元材料，還可以進一步提升性能、降低成本。

在這四大類之外，還有富鋰錳基正極材料，如xLiMO2-(1-x)Li2MnO3等。它的理論容量極限更高，在x=0時可以達到480 mAh/g。北京大學夏定國團隊的研究結果已達到400 mAh/g，在工業(yè)上則可以做到300 mAh/g，都還可以進一步提升。

負極也同樣還有發(fā)展空間。目前常用的是石墨負極，此外還有硅負極、納米硅碳負極等。眾所周知，硅負極的理論容量很高，可以達到4200 mAh/g，但它存在一個主要問題，就是體積膨脹較大。如果能適度控制體積膨脹，硅負極將進一步發(fā)展并獲得更多的實際應用。

此外，如果開發(fā)出含鋰的負極，那么正極就可以不含鋰，正極材料的選擇范圍就會更寬，又可以創(chuàng)造出新的發(fā)展空間。

對于鋰離子電池的其他指標，如循環(huán)性、充放電動力學性質(zhì)、高低溫適應性、安全性等，我們或者還不知道極限在哪里，或者現(xiàn)有水平距離極限還十分遙遠，所以更不能說已經(jīng)接近極限。

總之，鋰離子電池是一個開放可拓展的體系，我們可以不斷探索和優(yōu)化新的材料、電極設計和加工工藝，從而不斷提升它的能量密度和其它各項性能。這其中需要解決的問題還有很多，仍需要創(chuàng)造性的深入細致的研究。

陳軍：

鋰離子電池是一個相對復雜的體系，主要由正極、負極、電解液、隔膜構成。其中部分商業(yè)化的正負極活性材料，如鈷酸鋰正極、石墨負極等在容量、倍率性能等方面都已接近發(fā)展極限。但隨著新型電極材料的開發(fā)和發(fā)展，材料的更新?lián)Q代將為鋰離子電池提供更大的發(fā)展空間。

目前，鋰離子電池發(fā)展的主要方向是正極、負極材料容量的提升和電池綜合性能的提高。其中，決定電池容量等性能的高容量正極是核心，與之相匹配的負極、電解液及電池制備工藝技術是關鍵。

綜合來看，近期的具體目標應該是：能量密度達到300~350 Wh/kg、較快速的充放電、滿足-30~60℃的使用要求、常溫循環(huán)壽命超過1500次、成本0.6元/Wh(Pack)。

孫世剛：

多年以來，鈷酸鋰、三元材料等體系不斷發(fā)展，已經(jīng)相當成熟。但是應該注意到，在這些體系逐漸接近極限的過程中，其性能提高的速度其實是越來越慢的，也就是說，我們遇到的問題是越來越難的。

要解決目前面臨的問題，我們或許應該回過頭來，重新對這些體系中的基本科學問題和科學規(guī)律進行梳理和研究。如果能夠更好地用數(shù)學、物理模型來描述電池的運行機制，將有助于我們解決這些問題，進一步接近極限。

同時在工業(yè)上，電池是一個系統(tǒng)性的產(chǎn)品。有了更好的基本理論，就可以更好地預測能量密度的提升會對整個系統(tǒng)，包括電池的其他性能以及電池的成本，帶來怎樣的影響。

成會明：

我也同意鋰離子電池還有很多發(fā)展和完善的空間。進一步的發(fā)展可以從三個層面來展開：首先，不斷改進已有的材料;其次，不斷發(fā)現(xiàn)新的材料;第三，還可以開發(fā)新的體系，從傳統(tǒng)的液態(tài)電池，逐漸向半固態(tài)、固態(tài)，甚至其他的電池體系發(fā)展。

鋰離子電池：問題與方向

成會明：

實驗室中的研究成果常常無法在工業(yè)上順利實現(xiàn)，所以從工業(yè)應用的角度來看，鋰離子電池的發(fā)展空間還會更大一些。

張宏立：

確實如此。從工業(yè)生產(chǎn)角度看，現(xiàn)有體系中還有很多需要解決的實際問題。

首先，是剛才李泓老師提到的硅基負極的膨脹問題。硅基負極在循環(huán)過程中的膨脹會導致在電池的生命周期中，模組的預緊力會越來越大，如果預緊力最終突破了模組的設計強度，將會給產(chǎn)品帶來災難性的后果，這是電動汽車廠商和電池企業(yè)所不希望看到的。

第二，是高鎳三元體系的安全性問題。高鎳材料具有很高的能量密度和綜合性能，但是它不如磷酸鐵鋰或低鎳三元材料穩(wěn)定，其安全性是急需解決的重大挑戰(zhàn)。

第三，是磷酸鐵鋰技術的進一步突破。過去，很多人都認為磷酸鐵鋰的性能不夠高，但是作為一種無鈷的正極材料，磷酸鐵鋰具有低成本、高安全性、長壽命等優(yōu)點，而且其發(fā)展尚未達到極限，所以最近它重新得到了整個產(chǎn)業(yè)鏈的關注。我所在的國軒高科也從2006年創(chuàng)立之初就布局磷酸鐵鋰，目前已經(jīng)突破了鐵鋰單體電芯200 Wh/kg的技術水平，并仍在進一步探索提升。

第四，我們希望寬溫層電解液能夠有所突破。在實際工作中，很多客戶要求電池能夠在廣闊的地域中使用，即要求電池在從-40℃到80℃的區(qū)間內(nèi)都具有優(yōu)異的性能，而不是只能適用于低溫或者高溫。從電解液添加劑到溶劑體系都還有很大的進步空間。

最后，電池的輔助材料仍需優(yōu)化。除正極、負極、電解液、隔膜四大主材之外，集流體、導電劑、粘結劑等附屬材料技術同樣對電池整體性能的突破非常重要。

李泓：

張院長提到的幾個問題都非常關鍵。首先是硅負極的體積膨脹問題。插入鋰離子之后，硅原子的本征體積膨脹是320%，這一點是無法改變的。所以要控制體積膨脹，通常只能在顆粒層面和電極層面去調(diào)整。

其次是三元材料的安全性。我認為從本質(zhì)上講，安全問題的發(fā)生是由于液態(tài)電解質(zhì)與正、負極材料發(fā)生化學反應，進而導致熱失控的結果。所以，要解決安全性問題，關鍵在于電解質(zhì)的升級換代，逐漸向固態(tài)電解質(zhì)發(fā)展。

當然，對于液態(tài)電解質(zhì)的電池，也可以通過調(diào)控添加劑和電解質(zhì)組分，或者對電極材料進行表面包覆，來使電極表面更加穩(wěn)定。

此外我認為，對于三元材料，我們還需要進行更系統(tǒng)的機理研究，需要在分子、顆粒、電極、電芯等各個層面上，將熱、電、體積變化等因素耦合在一起，做出更清晰的解釋。

此外，張院長還提到磷酸鐵鋰正極。近年來磷酸鐵鋰電池技術的發(fā)展很好，已經(jīng)可以在某些方面與三元材料相匹敵。

下一步的發(fā)展，我想一方面是材料的調(diào)整，比如向磷酸鐵錳鋰發(fā)展，另一方面也要對其中的科學問題，比如鐵錳比例對離子輸運和動力學的影響做進一步的闡明。

預鋰化、新負極材料、固態(tài)電解質(zhì)的應用也會進一步提升磷酸鐵鋰電池的電化學性能、安全性和單體的最大容量。

最后是輔助材料。其中，粘結劑對于電池的循環(huán)性能有很大影響。電池中粘結劑的用量較少，所以要對它進行定量的表征分析比較困難，要在真實體系中研究粘結劑與活性材料、導電添加劑、集流體、隔膜等的相互作用也很困難。

隨著下一代新型電池的發(fā)展，粘結劑的形式也可能發(fā)生改變。目前對它的理論和實驗研究都還相對較少。

黃云輝：

在實際應用中，需要對各種性能進行綜合考慮和協(xié)同提升。這其中，安全性以及相關的熱量管理和電池管理系統(tǒng)都非常重要，但在基礎研究中還沒有得到足夠的重視。

關于電池的熱量管理，除了材料本身，還可以通過輔助手段，借助熱量管理系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)，來調(diào)節(jié)材料所處的實際溫度環(huán)境，由此來拓展電池整體的溫度適用范圍。

孫世剛：

電池研究一定要考慮實際應用場景，以滿足實際需求為目標開展。黃老師剛剛講到的，通過輔助系統(tǒng)來拓展電池的溫度極限就是這樣一個例子，只有充分考慮不限于電池本身的各方面要素，才能讓電池在深空、深海等極端環(huán)境中有效工作。

科學研究和產(chǎn)業(yè)實踐的考慮常常是不一樣的。我們做研究，主要目標就是不斷提升能量密度，但是做產(chǎn)業(yè)應用的人需要考慮更多方面，追求綜合性能。所以，我們在基礎研究中，也應該更多地考慮需求。

陳軍：

電池的實驗室研究和產(chǎn)業(yè)應用在研究方法和關注維度等方面都存在很大差異。另外，我國高校科研經(jīng)費大部分來源于政府資金資助，極少部分來源于工業(yè)企業(yè)，有些工業(yè)企業(yè)雖然有自身的研發(fā)機構，但還亟待完善。將高校的優(yōu)勢和企業(yè)的優(yōu)勢進行有機結合，也是將來要重視的工作。

成會明：

研究的思路和產(chǎn)業(yè)化的思路確實有很大不同。我想請張院長講一講，產(chǎn)業(yè)界對電池技術的期望是怎樣的?

張宏立：

對于新的電池技術方案，產(chǎn)業(yè)界的期望主要有三點，高性能、易制造，以及面向全生命周期的設計。

首先是高性能，具體來講，要有優(yōu)異的電化學性能、出色的安全性能、好的機械性能，以及優(yōu)秀的熱學性能。在工業(yè)界，我們評價產(chǎn)品不是只看單一指標，而是圍繞綜合的雷達圖，來追求綜合維度上的最優(yōu)解。

其次是易制造。首先，無論一種材料多么優(yōu)秀，它必須要在工藝上易實現(xiàn)才能真正用于工業(yè)生產(chǎn)。第二，要成本可接受，除了航天航空等特殊領域，我們的產(chǎn)品一定要追求物美價廉，盡量降低成本。

第三，我們希望新的技術最好可以兼容現(xiàn)有的工藝設備體系，讓已有投資盡量不浪費。第四，生產(chǎn)效率要高，要能夠在合適的時間尺度上實現(xiàn)大規(guī)模制造。

此外，一定要面向全生命周期進行新產(chǎn)品的設計，要從設計之初就考慮到未來的梯次利用、資源回收利用等問題。

新型電池：安靜生長

成會明：

有哪些有潛力的新型電池?

陳軍：

在傳統(tǒng)鋰離子電池基礎上，從長遠來看，開發(fā)有機正極材料是一個可能帶來突破的方向。有機正極材料容量高、成本低、綠色環(huán)保，可通過豐富的系統(tǒng)性分子設計來構筑電極材料，還有含鋰、無鋰化合物的靈活組合。

當然，目前有機正極材料還存在一定的挑戰(zhàn)，比如電導率較差、功率密度不高、在有機電解液中有一定的溶解性等。目前基于有機正極材料的鋰離子電池尚處于實驗室階段，但潛力十足。

此外，有潛力的新型充電電池有鈉離子電池、水系電池、鋰硫電池、金屬-空氣電池，其中鈉離子電池、水系電池在大規(guī)模儲能領域有應用前景;在電動汽車領域，需要高能量密度的電池，固態(tài)化技術是一個重要方向。另外，作為發(fā)電技術的燃料電池已有較長的歷史，機遇與挑戰(zhàn)并存。

李泓：

我不確定負極含鋰的電池是否還屬于鋰離子電池，但是不管怎樣界定，將電解質(zhì)從液態(tài)換成固態(tài)都是一個很有希望的方向。

其次，鈉離子電池很有潛力。它的材料成本很低，各方面性能也都不錯，在家庭儲能、規(guī)模儲能、通訊基站、低速電動車等應用場景中，有希望部分替代鉛酸電池和鋰離子電池。

當然，還有鋁、鎂等其他金屬的離子電池。但是鋁、鎂離子電池的循環(huán)性和動力學性能很差，很難做成可以多次充電的可逆電池，因此我個人不太看好。

此外，目前還在發(fā)展中的新型電池還有鋰硫電池。如果它的循環(huán)性可以繼續(xù)提高，有望應用于無人機，或者其他重視質(zhì)量能量密度，但不特別強調(diào)體積能量密度的場景中。

另外還有鋰空氣電池，它的研究更難一些，可以說是集中了燃料電池、鋰離子電池和金屬鋰電池的難點，相關的基礎研究依然處于初步階段，還需要比較長的時間來發(fā)展。

黃云輝：

鈉離子電池確實很有希望，但在走向產(chǎn)業(yè)化之前，它也面臨很多問題。

首先，我們還沒有真正了解哪些正、負極材料可以產(chǎn)業(yè)化。其次，雖然它的資源成本很低，但在產(chǎn)業(yè)化之前，鈉離子電池的整體成本并不低。

尤其是在目前鋰離子電池的成本已經(jīng)相當?shù)偷那闆r下，鈉離子電池如何降低成本到足以部分替代鋰離子電池的程度，還是一個很大的挑戰(zhàn)。

鋰硫電池也是一樣，相關研究很多，在合適的場景中也有很好的應用前景，但是對于它所固有的缺陷，我們還必須想辦法改進。比如，如何降低它的電解液用量以減小體積、如何提高安全性等。

孫世剛：

這些新型電池主要是兩類，一類是離子電池，包括鈉離子電池、鎂離子電池等。第二類是金屬電池，包括鋰硫電池、鋰空氣電池等。

其中金屬電池的挑戰(zhàn)性更大，在具備高能量密度的同時也面臨很多問題，比如安全性和循環(huán)性不夠好。而我認為，由于我們對其中的基礎過程理解不到位，所以很多目前的研究思路都不是根本性的思路。

舉例來講，對于鋰金屬表面長枝晶的問題，我們現(xiàn)在常用人工保護膜等物理方法來改善。但是我認為，枝晶生長的本質(zhì)是一個溶解和結晶的電化學過程，去控制成核生長過程才是最根本的方法。

當然，要控制鋰金屬的結晶難度很大，還需要進一步研究鋰金屬負極在不同電解液中的溶解和結晶規(guī)律，從根本上找到解決方法。

所以我還是要強調(diào)，在開發(fā)新體系的過程中，基礎研究非常重要。

張宏立：

對于各種新型電池體系，我們產(chǎn)業(yè)界也非常關心。當然，大多數(shù)新技術距離產(chǎn)業(yè)化還有比較遠的距離，其中進展相對較快的可能還是半固態(tài)電池，我們希望能在這方面有所突破，之后再逐漸實現(xiàn)全固態(tài)。

我很認同我們公司董事長的一個提法，他認為，電池技術的進步50%依賴于材料科學的進步，30%依賴于電池制造技術的進步，另外20%依賴于產(chǎn)品系統(tǒng)設計的進步。

這其中最重要的是材料技術的突破。在這方面，我們公司投入了非常多的精力，并與全球的高校和科研機構積極合作。如果在實驗室中出現(xiàn)了基礎性的重大突破，我們希望能盡快將其轉(zhuǎn)化為顛覆性的電池產(chǎn)品。

電池的制造技術包括電芯、模組和電池包的制造。目前，我們的制造技術還不能完全滿足主機廠的要求，還需要進一步降低成本、提高安全性，并更好地與整車系統(tǒng)相匹配。

最后是產(chǎn)品系統(tǒng)的設計，比如最近業(yè)界頻繁提到的無模組技術，是否能夠真正地將整個汽車底盤做成一體化的大電池，也是努力的方向。

成會明：

我很贊同大家的觀點。首先，下一代電池能否取得突破，很大程度上取決于基本科學問題能否取得突破。大家剛才提到的幾種新型電池，都已經(jīng)有比較明確的科學問題，可以針對這些問題進行研究。

其次，我們的研究應該更明確地針對應用場景來開展。區(qū)分不同的應用場景，選擇合適的電池體系進行針對性的研究，可以加快下一代電池的發(fā)展和應用。

天馬行空，超越電化學

成會明：

對于下一代電池，我們可能還缺少一點天馬行空、發(fā)散性的思維。我們需要用創(chuàng)新性思維，來想象一下未來可能出現(xiàn)的全新的電池、全新的儲能形式。

孫世剛：

現(xiàn)有的各種儲能模式，主要都是通過化學能和電能之間的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。

具體來講有兩種方式，一種是電容器，將能量儲存在界面上，另一種是包括鋰離子電池在內(nèi)的各種電化學電池，用氧化還原反應實現(xiàn)能量的存儲和釋放。

除了化學能，我們或許可以將生物能、物理能、光能、機械能、熱能等各種形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，并儲存在電池中，從而獲得突破傳統(tǒng)電化學儲能的新的儲能方式。

陳軍：

儲能的目的是突破含能載體的時空限制，在需要的時候以特定形式釋放能量，例如以清潔、便捷的電能形式進行釋放。而從能量來源的角度看，解決人類能源危機的終極方案還應該是太陽能。

目前的太陽能電池已經(jīng)有了很好的基礎和積累，可能的突破點是仿生太陽能電池，比如模仿光合作用的電池，不需要消耗低豐度、分布不均的鋰、鈷等資源，直接將光能和二氧化碳、水結合生成含碳、氫的材料，同時釋放電能。

另外，對一些高能化學反應，通過合理設計實現(xiàn)對反應產(chǎn)生能量的控制和利用，也有可能產(chǎn)生新的儲能形式。

李泓：

現(xiàn)有的儲能方式是將能量以電、熱、氫等形式儲存起來。但不管是哪一種形式，只要是一個封閉的體系，體系的能量密度就是有限的，總有用盡的時候。

最近提出了一種新的思路，我們或許可以借鑒生命體，開發(fā)出有“新陳代謝”特征的、開放的儲能裝置。比如，電鰻可以通過飲食來獲取能量，并將其轉(zhuǎn)化為電能，只要它還活著、還能攝食，電能就可以持續(xù)產(chǎn)生和釋放。

我們也可以開發(fā)類似特征的裝置，從外界自主吸收各種能量源，并源源不斷地轉(zhuǎn)化為電能，這一類裝置可以稱為活體電池(live battery)。例如燃料電池與逆向燃料電池(reverse fuel cell)的組合，可以依賴外界燃料的持續(xù)供給或者借助于太陽能發(fā)電而一直運行下去。

類似活體電池的研究目前還不多，但已有一些原型性的工作，包括利用有機反應來存儲能量，以及納米能源系統(tǒng)方面的一些工作，也就是對環(huán)境中的機械能進行收集和存儲。這樣一個動態(tài)開放的體系，可以不被傳統(tǒng)電池能量密度極限所制約，實現(xiàn)長時間持續(xù)自主供電。

孫世剛：

這是很好的想法。要將生物、物理等各種方式融合進來，也一定伴隨著材料方面的重大變革，需要將生物材料等各種材料形式融合進來。另外，我們剛才沒有著重討論的燃料電池也確實是一種非常重要的新型電池，而且它本身就是一個開放的體系。

黃云輝：

對于電動汽車，燃料電池和鋰電池是兩大方向，而且二者各有優(yōu)缺點。這二者之間也需要融合發(fā)展。

事實上，儲能技術是一個非常交叉的學科，涉及到材料、化學、電氣、智能化制造、信息、機械甚至生物等各個領域。最近，教育部、發(fā)改委和能源局聯(lián)合提出設立儲能技術專業(yè)，也是希望能夠促進學科融合，培養(yǎng)儲能領域的新型人才，從而推動該領域的發(fā)展。

期待“中國標簽”

成會明：

大家如何評價我國的電池研究與產(chǎn)業(yè)水平?

張宏立：

我們做過國產(chǎn)電池與日、韓電池的對標分析，結果發(fā)現(xiàn)，就單體電池而言，國產(chǎn)單體與日韓單體的差異不大，在某些指標上，國產(chǎn)的甚至更領先一些。但是，在制造層面上，國產(chǎn)電池成品的一致性、良品率顯著低于日韓電池。

這些差距來源于設備、人員、控制體系、管理規(guī)范等諸多方面的差距，是我們必須承認的客觀事實。

在設備方面，我們希望我國自主研發(fā)的優(yōu)質(zhì)核心設備能進一步提高控制精度、穩(wěn)定性和稼動率，由此提升電池的整體制造工藝水平。

當然，中國也有自己的優(yōu)勢。我們擁有資源優(yōu)勢，而且產(chǎn)業(yè)鏈非常齊備，四大主材以及各種輔材的生產(chǎn)規(guī)模都十分可觀，除滿足國內(nèi)需求，還可以出口海外。我相信，如果我們能夠充分利用這些優(yōu)勢，一定可以實現(xiàn)從電池大國到電池強國的演進。

成會明：

您能否具體談談我國四大主材的水平?

張宏立：

首先是正極材料。在磷酸鐵鋰材料上，中國有自己的特色，在大規(guī)模生產(chǎn)、制造和應用上，我們都是世界首位，但要注意，核心專利并不在我們手上。三元正極材料方面，我們與優(yōu)秀外企相比還有一定的差距，材料的一致性、雜質(zhì)控制水平等都還有待提高。

在負極材料方面，我們的生產(chǎn)和大規(guī)模應用都是世界領先的，幾家頭部企業(yè)占據(jù)了非常大的全球市場份額。不過，在高性能硅碳負極制造和應用技術上，我們還落后于日本的公司。

電解液方面，國內(nèi)的產(chǎn)量很大，但是核心的電解液配方和添加劑專利大都掌握在歐美或日本人手中。這其中存在潛在風險，是一個需要重點關注的問題。

隔膜的情況也類似，我們在產(chǎn)量上是絕對世界第一，占據(jù)了50%以上的全球份額，但是同樣，我們不掌握原始核心專利。

所以整體來講，我們的電池產(chǎn)業(yè)鏈非常齊備，產(chǎn)量很大，也有具有國際影響力的龍頭企業(yè)，但在核心專利方面還有欠缺。

李泓：

我國的專利情況確實不容樂觀，以硫化物固態(tài)電池為例，60%的專利都掌握在日本企業(yè)手中。

但是另一方面，下一代的電池需要下一代的專利，所以在下一代電池漸進式發(fā)展的過程中，我們是有機會改善現(xiàn)有狀況的。

過去十幾年中，我國的多家企業(yè)研究院都積極進行新材料的開發(fā)，專利數(shù)量也在不斷增長。高校和研究所也非?；钴S，申請了大量有價值的基于新技術的專利。

孫世剛：

在基礎研究方面，我國的工作很多，也有不少工作在國際上有影響力。但是，除了吳鋒院士團隊提出的多電子理論等少數(shù)成果之外，很少有能貼上“中國標簽”的重要原創(chuàng)性成果。

過去一些年中，我國論文導向的評價體系帶來了一些不利的影響。今后我們應該想辦法回歸科研本身，允許有能力、有想法的研究團隊十年磨一劍，真正去解決重要的科學問題，做出原創(chuàng)性的成果。

成會明：

沒錯，我國的論文量很大，但是采用計算與理性設計進行的研究比較少，多數(shù)研究既不針對應用需求，又沒有針對科學問題，只是炒菜式地去合成一個材料，或者將一種材料與另外一種材料混合，然后測一測它的電化學性能，就寫成一篇文章。這個問題是比較嚴重的。

另外，我們的多數(shù)研究都是著眼于電極材料，而不太關注輔材和整個系統(tǒng)的優(yōu)化與設計。這也是在今后的基礎研究中需要注意的問題。

李泓：

在電池領域，中國發(fā)表的論文數(shù)量占全世界的60%，是絕對的世界第一。

但是要注意，研究中所使用的高通量計算方法、原位在線表征方法、數(shù)字模擬仿真方法等都是由西方國家發(fā)明和主導的方法。也就是說，到目前為止，還有很多研究工作是我們不能做、只有國外科學家才能做的。

另外，提到研究工作中的理性設計，我還想引出一個問題，就是我們能不能進行材料的理性設計?目前，研究者提出了材料基因組方法，希望將高通量計算、高通量制備、高通量表征、大數(shù)據(jù)分析等結合在一起，來進行材料的理性設計。

但是實際上，這種理性設計的難度很大，能夠勝任相關工作的研究團隊在國內(nèi)也不多。而且就計算而言，它雖然能夠計算一些材料的帶隙，但還遠遠無法真正從頭預測電極性能，特備是動力學性能，并實現(xiàn)理性設計。

如何集合各學科的力量，加強更基礎的科學研究，最終實現(xiàn)電池材料的理性設計，這是需要進一步探討的問題。

陳軍：

我們需要增加投入、全面布局，并加強產(chǎn)學研深度合作。要有一批人靜心科研，專注基礎研究和源頭創(chuàng)新，也要有一批人鉆研技術，聚焦制備工藝和工匠精神。

只有這樣不斷加強積累、克服急功近利，才會在電池領域出現(xiàn)更多的中國標簽。

成會明：

感謝大家的精彩討論!我和大家一樣，相信電池研究和產(chǎn)業(yè)還會不斷發(fā)展、不斷突破，為人類社會提供強有力的能源支撐。