新能源的發展日益加速，而儲能材料卻成為制約各國新能源發展的技術瓶頸。去年美國能源部發布的“美國2011—2015年儲能規劃”中明確對液流電池、鈉基電池、鋰離子電池、先進鉛碳電池等儲能技術的近期和遠期發展目標。2月，美國能源部宣布投資1.2億美元建設先進電池儲能創新中心，加快用于交通和電網的電池儲能技術的研究開發。與此同時，歐盟、韓國、日本等國家也都設立專項經費支持儲能技術的研究與開發。最近，第21次中國科技論壇在重慶召開，論壇主題聚焦在化學儲能材料技術上。中國科協中國科協學會學術部部長沈愛民、重慶市副市長吳剛等出席會議并致辭。儲能材料如何突破目前的技術瓶頸?哪些新材料最有應用前景?儲能電池的安全性又如何保證呢?

    目前儲能技術發展相對落后

    主持人：儲能電池的應用前景如何?為什么說它會改變未來的資源使用形態?

    張華民：儲能電池的應用很廣泛，包括日常生活中手機、相機的鋰電池，也包括存儲風能、太陽能的大型儲能電池。目前用于規模儲能的技術主要有抽水儲能、壓縮空氣儲能、液流電池、鈉硫電池以及鉛酸電池等，相對而言，儲能電池的使用更為方便，得益于材料工業的迅猛發展，儲能電池前景光明。

    究其原因，一方面是由于資源短缺和環境問題。隨著國家科技和社會的發展、人民生活水平的提高，能源和環境問題越來越受到關注，能源方面供需矛盾日益顯露，化石能源的短缺和造成的環境破壞使關注點轉向了風能、太陽能、海洋能這些可再生資源，然而風能、太陽能及海洋能等可再生能源受天氣及時間段的影響較大，具有明顯的不穩定、不連續和不可控特性，需要開發和建設配套的電能儲存(儲能)裝置來保證發電、供電的連續性和穩定性，且大規模的電能儲存技術在電力工業中用于電力的“削峰填谷”，將會大幅度改善電力的供需矛盾，提高發電設備的利用率。

    另一方面由于是未來發展趨勢。未來三大新興產業新能源、智能電網和電動汽車的發展瓶頸都指向了同一項技術：儲能材料(儲能電池)技術。目前儲能技術的發展相對落后。許多國家都將大規模儲能技術定位為支撐新能源發展的戰略性技術。目前，世界儲能材料的技術發展十分迅猛，無論在儲能材料技術發展層面上還是在成果轉化發展形成優勢產業層面上，我國都有大量開拓性工作急待開展。

    一種電池一統江山?不太可能

    主持人：儲能電池類型很多，各自的優缺點都比較明顯，那么是否有可能出現一種“完美的儲能電池”，適應各種條件下的儲能?

    溫兆銀：目前儲能電池不太可能出現一種電池來“一統江山”，不同材料的電池都有各自的特點，用以適應不同條件的需要，如鎳鋅電池、鋰電池適合手機等小型設備;鈉硫電池、全釩液流電池等適合大型儲能設備。電池未來儲能電池的發展可能是百花齊放的局面。可以確定的是，儲能技術的進步將深刻改變我們的生活。

    儲能電池帶給人們生活的影響是將觸手可及的。手機電池每天要充電、平板電腦電量不夠用、筆記本電腦續航時間有限等問題都會通過技術革新得到解決，對高比能材料的研究成為儲能電池進步的重點課題。

    吳鋒：電動汽車已經越來越多地進入我們的視野，它將是解決石油能源危機和實現清潔能源的重要途徑，國內的比亞迪、長安、奇瑞等汽車公司都已有純電動汽車面市，而其中關鍵在于發展高能量密度、低成本和高可靠性的動力電池。適應電動汽車的儲能電池需要功率大，容量大，但目前國內電池存在價格高昂，電池重、單次充電里程不夠高、建充電站、換電站需要大量地皮等缺陷，這也極大地制約了電動汽車的推廣，也使消費者的購買傾向偏低，在北京，購買燃油汽車，上牌照需要搖號;如果購買純電動汽車則不需要搖號。即便這樣，購買電動汽車的人仍然寥寥無幾。

    從另一個角度來說，我們不能盲目前進，技術成熟度低、示范應用經驗少是國內儲能技術普遍存在的問題。儲能電池在高性能、高安全性、高性價比上還需要革命，其商業化還有一段過程。盡管在儲能電池領域里，我國處在世界先進水平，而大規模產業化的過程中，則需要循序漸進，直接跳躍式地推廣電動車效果可能不佳，我們需要這樣的平穩過渡，如先發展油電混合動力汽車，在實踐中積累更多的經驗，在此期間，技術又會不斷進步，現在解決不了的問題，就有可能得到更好的方案。

    安全性對大規模電網儲能來說更重要

    主持人：2011年，眾泰電動車在杭州“自燃”;上海一輛純電動公交車也發生“自燃”;今年6月，深圳濱河大道發生一起交通事故，事故中一輛比亞迪e6純電動出租車被追尾后起火。電動車安全性遭受拷問，那么儲能電池的安全性究竟如何確保?

    吳鋒：我們說高能量、高功率意味著潛在的化學不穩定性，由于產生電池安全性問題并非單一因素，應在深入全面認識應用環境下電池反應機制及其伴生副反應的基礎上，多角度、系統提高鋰離子電池的安全可靠性。就電池本身而言，組成電池的正極材料、負極材料、電解質都有改進的空間。

    來小康：對于電網大規模儲能來說，我認為安全性更重要，因為它的規模都比較大，到了兆瓦或者幾十個兆瓦級別，小容量的筆記本電腦都容易燃燒，那么做大以后有一個出問題影響就比較大。儲能裝置本身的性能還要有很大的提升，特別是對它的性價比、安全性上，高安全這是我們必須要保證的。

    梁廣川：電解液是一個比較大的問題。鋰離子電解質是有機物，而尖端都是水銀的。要開發熱穩定性好、難燃甚至不可燃的新型電解質體系，還需要關注電極、電解質材料的匹配問題;研究具有寬電化學窗口的新型電解質體系，需要開發高分解電壓的新型電解質體系。電解液現在比較常使用的六氟磷酸的有機溶液，我們認為用離子液體取代電解質可能不失為一種有行的方法，并且已經有一定的規模化應用，室溫離子液體有不揮發、不可燃、高導電、高電壓窗口，組合起來，形成替代這個液體電解質，在安全性能方面有比較大的提升作用，這是一個努力的方向。

    張華民：尋找新的材料是儲能電池發展的關鍵。全釩液流儲能電池是其中的一個方向，但這個電池也有它的優點和弱點。全釩液流電池可以做到十幾個兆瓦和幾十個兆瓦的規模。根據我們的實驗，它的循環次數可以超過13000次。還有一點跟鋰電池不同，鋰電池的狀態很難來檢測，但是液流電池根據曲線可以知道還能放多少電，已經放出多少電;它還是環保的，電解液可以永久使用，有人說釩有毒，可做成液體以后他的毒性就比較小，它的最大特點是安全性比較好，不會產生著火、爆炸。有一個弱點能量比較低，每公斤在20瓦時左右，其穩定性和可靠性有待提高。

    郭京彬：我們現在進行了另外一項課題，就是電動汽車的安全預警系統。就是說現在阻止不了電池的燃燒，但是可以通過大量的數據提前知道這個電池是否存在安全隱患，隱患程度有多大，提前給乘客作報警。這個系統能夠通過大量的數據分析，提前知道這個電池是否有安全隱患，要不要停下來讓客人離開就行。這個東西靠我們這個企業是做不完的，因為需要大量數據的搜集包括建模，需要同行的幫助甚至政府的支持。<