鎂離子電池的專利

1、專利轉讓怎麼找客戶？

一個是自己聯系相關技術企業。一個是找一個代理機構中間平台。都可以試試

2、新材料概念股有哪些

新材料概念股涵蓋面比較廣。
第一、特種金屬功能材料方面，相關個股主要包括：包鋼稀土、五礦稀土、中科三環、安泰科技、寧波韻升、中鋼天源和太原剛玉等。
第二，高端金屬結構材料方面，要完成核電用鋼、耐蝕合金、鈦合金等30項重點新材料標准制修訂工作。相關個股主要有：久立特材、雲海金屬、寶鈦股份、鋼研高納和西部材料。
第三，先進高分子材料方面，要制定發布電池隔膜等一批重點產品標准。目前，電池隔膜相關上市公司有：南洋科技、佛塑科技、九九久和大東南等。
第四，新型無機非金屬材料方面，重點研製電光陶瓷、壓電陶瓷、碳化硅陶瓷等先進陶瓷，微晶玻璃、激光晶體等產品標准。先進陶瓷相關上市公司有高淳陶瓷、開爾新材和*ST上控；激光晶體研發與應用相關上市公司有，愛爾眼科、水晶光電和大族激光等微晶玻璃。
第五，高性能復合材料方面，制定完善碳纖維、玄武岩纖維等高性能纖維標准。碳纖維增強復合材料可用於飛機結構材料、人工韌帶等身體代用材料以及用於製造火箭外殼等諸多高端領域，相關上市公司有：中鋼吉炭、金發科技、大元股份、大橡塑和吉林化纖；而與玄武岩纖維相關的上市公司主要有：魯陽股份和太陽鳥等。
第六，前沿新材料方面，重點圍繞納米粉體材料、石墨烯、超導材料及原料、智能材料等產品，完成標准研製。納米粉體材料、石墨烯相關上市公司主要有：國瓷材料、金路集團、山大華特、華麗家族和樂通股份等；超導材料、智能材料相關上市公司主要有：百利電氣、永鼎股份、漢纜股份、中天科技、綜藝股份等。

3、有誰有鋰電池的發明專利嗎

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4、如何解決電能危機？從探索新型發電形式角度分析

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本文為《國家科學評論》（National Science Review）Forum文章「A forum on batteries: from lithium-ion to the next generation」的中文版本，英文原文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa068。
2019年，諾貝爾化學獎授予了三位鋰離子電池領域的先驅者：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。
經過幾十年的發展，鋰離子電池能量密度的提升速度已明顯放緩，並逐漸接近理論極限。與此同時，固態電池、鈉離子電池、鋰硫電池、燃料電池等新型儲電和發電體系快速發展，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展方向，分析和暢想了下一代電池的前景與應用，並對我國電池研究與產業的現狀進行了梳理。
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：質量能量密度、體積能量密度、循環性、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接近理論極限，而鈷酸鋰和三元材料還有發展空間。
鈷酸鋰和三元材料的理論容量極限是274 mAh/g，而目前已經達到的最高水平分別在205 mAh/g和210 mAh/g左右。通過優化，比如開發高鎳、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，硅負極將進一步發展並獲得更多的實際應用。
此外，如果開發出含鋰的負極，那麼正極就可以不含鋰，正極材料的選擇范圍就會更寬，又可以創造出新的發展空間。
對於鋰離子電池的其他指標，如循環性、充放電動力學性質、高低溫適應性、安全性等，我們或者還不知道極限在哪裡，或者現有水平距離極限還十分遙遠，所以更不能說已經接近極限。
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展極限。但隨著新型電極材料的開發和發展， 材料的更新換代將為鋰離子電池提供更大的發展空間。
目前，鋰離子電池發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展，已經相當成熟。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律進行梳理和研究。如果能夠更好地用數學、物理模型來描述電池的運行機制，將有助於我們解決這些問題，進一步接近極限。
同時在工業上，電池是一個系統性的產品。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，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展和完善的空間。進一步的發展可以從三個層面來展開：首先，不斷改進已有的材料；其次，不斷發現新的材料；第三，還可以開發新的體系，從傳統的液態電池，逐漸向半固態、固態，甚至其他的電池體系發展。
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上順利實現，所以從工業應用的角度來看，鋰離子電池的發展空間還會更大一些。
張宏立： 確實如此。從工業生產角度看，現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，將會給產品帶來災難性的後果，這是電動汽車廠商和電池企業所不希望看到的。
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定，其安全性是急需解決的重大挑戰。
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、長壽命等優點，而且其發展尚未達到極限，所以最近它重新得到了整個產業鏈的關注。我所在的國軒高科也從2006年創立之初就布局磷酸鐵鋰，目前已經突破了鐵鋰單體電芯200 Wh/kg的技術水平，並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℃的區間內都具有優異的性能，而不是只能適用於低溫或者高溫。從電解液添加劑到溶劑體系都還有很大的進步空間。
最後，電池的輔助材料仍需優化。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。插入鋰離子之後，硅原子的本徵體積膨脹是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整。
其次是三元材料的安全性。我認為從本質上講，安全問題的發生是由於液態電解質與正、負極材料發生化學反應，進而導致熱失控的結果。所以，要解決安全性問題，關鍵在於電解質的升級換代，逐漸向固態電解質發展。
當然，對於液態電解質的電池，也可以通過調控添加劑和電解質組分，或者對電極材料進行表麵包覆，來使電極表面更加穩定。
此外我認為，對於三元材料，我們還需要進行更系統的機理研究，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展很好，已經可以在某些方面與三元材料相匹敵。
下一步的發展，我想一方面是材料的調整，比如向磷酸鐵錳鋰發展，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、固態電解質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。
最後是輔助材料。其中，粘結劑對於電池的循環性能有很大影響。電池中粘結劑的用量較少，所以要對它進行定量的表徵分析比較困難，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展，粘結劑的形式也可能發生改變。目前對它的理論和實驗研究都還相對較少。
黃雲輝： 在實際應用中，需要對各種性能進行綜合考慮和協同提升。這其中，安全性以及相關的熱量管理和電池管理系統都非常重要，但在基礎研究中還沒有得到足夠的重視。
關於電池的熱量管理，除了材料本身，還可以通過輔助手段，藉助熱量管理系統和循環系統，來調節材料所處的實際溫度環境，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，只有充分考慮不限於電池本身的各方面要素，才能讓電池在深空、深海等極端環境中有效工作。
科學研究和產業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，但是做產業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業應用在研究方法和關注維度等方面都存在很大差異。另外，我國高校科研經費大部分來源於政府資金資助，極少部分來源於工業企業，有些工業企業雖然有自身的研發機構，但還亟待完善。將高校的優勢和企業的優勢進行有機結合，也是將來要重視的工作。
成會明：
研究的思路和產業化的思路確實有很大不同。我想請張院長講一講，產業界對電池技術的期望是怎樣的？
張宏立： 對於新的電池技術方案，產業界的期望主要有三點，高性能、易製造，以及面向全生命周期的設計。
首先是高性能，具體來講，要有優異的電化學性能、出色的安全性能、好的機械性能，以及優秀的熱學性能。在工業界，我們評價產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解。
其次是易製造。首先，無論一種材料多麼優秀，它必須要在工藝上易實現才能真正用於工業生產。第二，要成本可接受，除了航天航空等特殊領域，我們的產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有的工藝設備體系，讓已有投資盡量不浪費。第四，生產效率要高，要能夠在合適的時間尺度上實現大規模製造。
此外，一定要面向全生命周期進行新產品的設計，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： 在傳統鋰離子電池基礎上，從長遠來看，開發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、綠色環保，可通過豐富的系統性分子設計來構築電極材料，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，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。目前基於有機正極材料的鋰離子電池尚處於實驗室階段，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，固態化技術是一個重要方向。另外，作為發電技術的燃料電池已有較長的歷史，機遇與挑戰並存。
李泓： 我不確定負極含鋰的電池是否還屬於鋰離子電池，但是不管怎樣界定，將電解質從液態換成固態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，目前還在發展中的新型電池還有鋰硫電池。如果它的循環性可以繼續提高，有望應用於無人機，或者其他重視質量能量密度，但不特別強調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於初步階段，還需要比較長的時間來發展。
黃雲輝： 鈉離子電池確實很有希望，但在走向產業化之前，它也面臨很多問題。
首先，我們還沒有真正了解哪些正、負極材料可以產業化。其次， 雖然它的資源成本很低，但在產業化之前，鈉離子電池的整體成本並不低。
尤其是在目前鋰離子電池的成本已經相當低的情況下，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。
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，但是對於它所固有的缺陷，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，比如安全性和循環性不夠好。而我認為，由於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，對於鋰金屬表面長枝晶的問題，我們現在常用人工保護膜等物理方法來改善。但是我認為，枝晶生長的本質是一個溶解和結晶的電化學過程，去控製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律，從根本上找到解決方法。
所以我還是要強調，在開發新體系的過程中，基礎研究非常重要。
張宏立：
對於各種新型電池體系，我們產業界也非常關心。當然，大多數新技術距離產業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電池，我們希望能在這方面有所突破，之後再逐漸實現全固態。
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%依賴於材料科學的進步，30%依賴於電池製造技術的進步，另外20%依賴於產品系統設計的進步。
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，並與全球的高校和科研機構積極合作。如果在實驗室中出現了基礎性的重大突破，我們希望能盡快將其轉化為顛覆性的電池產品。
電池的製造技術包括電芯、模組和電池包的製造。目前，我們的製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，並更好地與整車系統相匹配。
最後是產品系統的設計，比如最近業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，很大程度上取決於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展和應用。

天馬行空，超越電化學

成會明： 對於下一代電池，我們可能還缺少一點天馬行空、發散性的思維。我們需要用創新性思維，來想像一下未來可能出現的全新的電池、全新的儲能形式。
孫世剛： 現有的各種儲能模式，主要都是通過化學能和電能之間的轉換實現的。
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的各種電化學電池，用氧化還原反應實現能量的存儲和釋放。
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化為電能，並儲存在電池中，從而獲得突破傳統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，通過合理設計實現對反應產生能量的控制和利用，也有可能產生新的儲能形式。
李泓： 現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，開發出有「新陳代謝」特徵的、開放的儲能裝置。比如，電鰻可以通過飲食來獲取能量，並將其轉化為電能，只要它還活著、還能攝食，電能就可以持續產生和釋放。
我們也可以開發類似特徵的裝置，從外界自主吸收各種能量源，並源源不斷地轉化為電能，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供給或者藉助於太陽能發電而一直運行下去。
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，以及納米能源系統方面的一些工作，也就是對環境中的機械能進行收集和存儲。這樣一個動態開放的體系，可以不被傳統電池能量密度極限所制約，實現長時間持續自主供電。
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。
黃雲輝： 對於電動汽車，燃料電池和鋰電池是兩大方向，而且二者各有優缺點。這二者之間也需要融合發展。
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、智能化製造、信息、機械甚至生物等各個領域。最近，教育部、發改委和能源局聯合提出設立儲能技術專業，也是希望能夠促進學科融合，培養儲能領域的新型人才，從而推動該領域的發展。

期待「中國標簽」

成會明： 大家如何評價我國的電池研究與產業水平？
張宏立： 我們做過國產電池與日、韓電池的對標分析，結果發現，就單體電池而言，國產單體與日韓單體的差異不大，在某些指標上，國產的甚至更領先一些。但是，在製造層面上，國產電池成品的一致性、良品率顯著低於日韓電池。
這些差距來源於設備、人員、控制體系、管理規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的優質核心設備能進一步提高控制精度、穩定性和稼動率，由此提升電池的整體製造工藝水平。
當然，中國也有自己的優勢。我們擁有資源優勢，而且產業鏈非常齊備，四大主材以及各種輔材的生產規模都十分可觀，除滿足國內需求，還可以出口海外。我相信，如果我們能夠充分利用這些優勢，一定可以實現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，在大規模生產、製造和應用上，我們都是世界首位，但要注意，核心專利並不在我們手上。三元正極材料方面，我們與優秀外企相比還有一定的差距，材料的一致性、雜質控制水平等都還有待提高。
在負極材料方面，我們的生產和大規模應用都是世界領先的，幾家頭部企業占據了非常大的全球市場份額。不過，在高性能硅碳負極製造和應用技術上，我們還落後於日本的公司。
電解液方面，國內的產量很大，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，我們在產量上是絕對世界第一，占據了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，我們的電池產業鏈非常齊備，產量很大，也有具有國際影響力的龍頭企業，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，以硫化物固態電池為例，60%的專利都掌握在日本企業手中。
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展的過程中，我們是有機會改善現有狀況的。
過去十幾年中，我國的多家企業研究院都積極進行新材料的開發，專利數量也在不斷增長。高校和研究所也非常活躍，申請了大量有價值的基於新技術的專利。
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成果之外，很少有能貼上「中國標簽」的重要原創性成果。
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。今後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，做出原創性的成果。
成會明： 沒錯， 我國的論文量很大，但是採用計算與理性設計進行的研究比較少，多數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，然後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，我們的多數研究都是著眼於電極材料，而不太關注輔材和整個系統的優化與設計。這也是在今後的基礎研究中需要注意的問題。
李泓： 在電池領域，中國發表的論文數量佔全世界的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、原位在線表徵方法、數字模擬模擬方法等都是由西方國家發明和主導的方法。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、高通量表徵、大數據分析等結合在一起，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，並實現理性設計。
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，並加強產學研深度合作。要有一批人靜心科研，專注基礎研究和源頭創新，也要有一批人鑽研技術，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，相信電池研究和產業還會不斷發展、不斷突破，為人類社會提供強有力的能源支撐。

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5、鎂離子電池致命缺點

鎂離子電池致命缺點主要是它電壓滯後，並且放電期間一旦鎂負極保護膜遭到破壞，就會同時發生腐蝕反應及氫氣和熱量的生成。部分放電後的鎂電池會使其失去良好的貯存性能，因此不宜長期間歇放電使用。

活性鎂電池非貯備型已成功地用於軍事裝備如無線電收發機和應急裝置中，但至今還沒有大量商業化。鎂電池在國內還無專門上市公司做，但是產鎂上游企業因為下游需求旺盛而受益。

鎂電池是以鎂為負極，某些金屬或非金屬氧化物為正極的原電池。現有品種中，有與普通鋅錳干電池相似的隨時可以放電的鎂錳干電池，還有乾燥狀態下可長期儲存，臨用時加水使之活化而可隨即使用的儲備型電池。

相比鋰電池，鋰的熔點約為180攝氏度，而鎂的熔點高達約650攝氏，因而鎂電池更為安全。其次，鋰是稀有金屬，而鎂的蘊藏量比鋰豐富的多，因此鎂的價格更低。

另外用鎂開發出的蓄電池充電量和放電電壓更高。鎂儲備型電池的儲存壽命可達10年以上，能在任何場合在臨時使用時加清水或海水使之活化，活化後半小時內即可使用。

6、鎂基鋰電池和鎂電池以及鋰電池有什麼區別，各有什麼特性

1、鉛酸電池單格平均電壓是2V，單體鋰電池的平均電壓是3.7V；
2、由於材料不同，鉛酸電池的活性沒有鋰電池高，則同等體積內鋰電池的容量要比鉛酸電池大；
（鉛酸電池笨重）3、鋰電池的平台沒有鉛酸電池穩定。

7、蓄電池的發展歷史。

在古代，人類有可能已經不斷地在研究和測試「電」這種東西了。一個被認為有數千年歷史的粘土瓶在1932年於伊拉克的巴格達附近被發現。它有一根插在銅制圓筒里的鐵條－可能是用來儲存靜電用的，然而瓶子的秘密可能永遠無法被揭曉。
不管製造這個粘土瓶的祖先是否知道有關靜電的事情，但可以確定的是古希臘人絕對知道。他們曉得如果摩擦一塊琥珀，就能吸引輕的物體。亞里斯多德(Aristotle)也知道有磁石這種東西，它是一種具有強大磁力能吸引鐵和金屬的礦石。

1780年，義大利解剖學家伽伐尼在做青蛙解剖時，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，彷彿受到電流的刺激，而只用一種金屬器械去觸動青蛙，卻並無此種反就。伽伐尼認為，出現這種現象是因為動物軀體內部產生的一種電，他稱之為「生物電」。伽伐尼於1791年將此實驗結果寫成論文，公布於學術界。

伽伐尼的發現引起了物理學家們極大興趣，他們競相重復枷伐尼的實驗，企圖找到一種產生電流的方法，義大利物理學家伏特在多次實驗後認為：伽伐尼的「生物電」之說並不正確，青蛙的肌肉之所以能產生電流，大概是肌肉中某種液體在起作用。為了論證自己的觀點，伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進行試驗。結果發現，這兩種金屬片中，只要有一種與溶液發生了化學反應，金屬片之間就能夠產生電流。

1799年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水裡，發現連接兩塊金屬的導線中有電流通過。於是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時，會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功的製成了世界上第一個電池──「伏特電堆」。這個「伏特電堆」實際上就是串聯的電池組。它成為早期電學實驗，電報機的電力來源。

義大利物理學家伏特就多次重復了伽伐尼的實驗。作為物理學家，他的注意點主要集中在那兩根金屬上，而不在青蛙的神經上。對於伽伐尼發現的蛙腿抽搐的現象，他想這可能與電有關，但是他認為青蛙的肌肉和神經中是不存在電的，他推想電的流動可能是由兩種不同的金屬相互接觸產生的，與金屬是否接觸活動的或死的動物無關。實驗證明，只要在兩種金屬片中間隔以用鹽水或鹼水浸過的（甚至只要是濕和）硬紙、麻布、皮革或其它海綿狀的東西（他認為這是使實驗成功所必須的），並用金屬線把兩個金屬片連接起來，不管有沒有青蛙的肌肉，都會有電流通過。這就說明電並不是從蛙的組織中產生的，蛙腿的作用只不過相當於一個非常靈敏的驗電器而已。

1836年，英國的丹尼爾對「伏特電堆」進行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，製造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅─銅電池，又稱「丹尼爾電池」。此後，又陸續有去極化效果更好的「本生電池」和「格羅夫電池」等問世。但是，這些電池都存在電壓隨使用時間延長而下降的問題。

1860年，法國的普朗泰發明出用鉛做電極的電池。這種電池的獨特之處是，當電池使用一段使電壓下降時，可以給它通以反向電流，使電池電壓回升。因為這種電池能充電，可以反復使用，所以稱它為「蓄電池」。

然而，無論哪種電池都需在兩個金屬板之間灌裝液體，因此搬運很不方便，特別是蓄電池所用液體是硫酸，在挪動時很危險。

也是在1860年，法國的雷克蘭士(GeorgeLeclanche)還發明了世界廣受使用的電池（碳鋅電池）的前身。它的負極是鋅和汞的合金棒(鋅－伏特原型電池的負極，經證明是作為負極材料的最佳金屬之一)，而它的正極是以一個多孔的杯子盛裝著碾碎的二氧化錳和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作為電流收集器。負極棒和正極杯都被浸在作為電解液的氯化銨溶液中。此系統被稱為「濕電池」。雷克蘭士製造的電池雖然簡陋但卻便宜，所以一直到1880年才被改進的「干電池」取代。負極被改進成鋅罐（即電池的外殼），電解液變為糊狀而非液體，基本上這就是現在我們所熟知的碳鋅電池。

1887年，英國人赫勒森發明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀，不會溢漏，便於攜帶，因此獲得了廣泛應用。

1890年Thomas Edison 發明可充電的鐵鎳電池

1896年在美國批量生產干電池

1896年發明D型電池.

1899年Waldmar Jungner 發明鎳鎘電池.

1910年可充電的鐵鎳電池商業化生產

1911年我國建廠生產干電池和鉛酸蓄電池（上海交通部電池廠）

1914年Thomas Edison 發明鹼性電池.

1934年Schlecht and Akermann 發明鎳鎘電池燒結極板.

1947年Neumann 開發出密封鎳鎘電池.

1949年Lew Urry (Energizer) 開發出小型鹼性電池.

1954年Gerald Pearson, Calvin Fuller and Daryl Chapin 開發出太陽能電池.

1956年Energizer.製造第一個9伏電池

1956年我國建設第一個鎳鎘電池工廠（風雲器材廠（755廠））

1960前後Union Carbide.商業化生產鹼性電池，我國開始研究鹼性電池（西安慶華廠等三 家合作研發）

1970前後出現免維護鉛酸電池.

1970前後一次鋰電池實用化.

1976年Philips Research的科學家發明鎳氫電池.

1980前後開發出穩定的用於鎳氫電池的合金.

1983年我國開始研究鎳氫電池（南開大學）

1987年我國改進鎳鎘電池工藝，採用發泡鎳，電池容量提升40％

1987前我國商業化生產一次鋰電池

1989年我國鎳氫電池研究列入國家計劃

1990前出現角型（口香糖型）電池，

1990前後鎳氫電池商業化生產.

1991年Sony.可充電鋰離子電池商業化生產

1992年Karl Kordesch, Josef Gsellmann and Klaus Tomantschger 取得鹼性充電電池 專利

1992年Battery Technologies, Inc.生產鹼性充電電池

1995年我國鎳氫電池商業化生產初具規模

1999年可充電鋰聚合物電池商業化生產

2000年我國鋰離子電池商業化生產

2000後燃料電池，太陽能電池成為全世界矚目的新能源發展問題的焦點.

8、將來會有什麼能源電池會代替鋰離子電池??

就目前而言，鋰離子電池依舊是新能源汽車動力電池的首選。它輕便而且儲能能力強，這使得汽車製造商們能夠製造出具有完美加速性能，較長駕駛里程和壽命的純電動或混合動力汽車。但是鋰電池造價昂貴,同時電能的存儲能力也越發逼近潛力的上限. 相比之下，從理論上講，鎂離子電池可供提高的研究發展空間，遠遠超過鋰離子電池。鎂元素分布廣泛，因此鎂離子的電池的價格會很低廉。由於鎂離子具有兩個正電荷，而鋰離子只有一個，因此鎂離子電池比鋰離子電池具有更大的儲能能力。單位質量的鎂離子電池可以存儲更多能量，這就使汽車可以行使更長的里程，使消費電子產品可以使用更長的時間有學術資料甚至稱，鎂離子電池是迄今為止最具有理論前景的適用電動汽車的綠色蓄電池。如果能實現鎂離子電池一半的理論容量，將會是一場新的能源利用方式的革命。
不過，當前鎂離子電池的工作效率還不盡如人意。業內專家認為，鎂電池的商業應用至少還要10年時間。鎂陽極還是錫插入型陽極的技術路線的選擇，就是一個問題。而即便陽極、陰極和電解質取得技術突破以後，依然需要大概5年的時間來走向商業化階段。

9、電動自行車未來發展方向如何實現

生態環保產品到底該如何打造呢？ 輕量化是未來電動自行車的重要發展方向，未來的電動自行車將朝著輕便化、小型化、節能化發展。那麼如何才是真正輕便化的產品呢，技術創新的力量是無限的，電動自行車輕便化同樣需要技術創新來實現，主要途徑包括： 新型電源的開發應用 限重是電動自行車新標准爭議的主要內容，限重表面看來不符合行業現狀，但這都可以通過技術的手段進行解決。 目前電動自行車主要採用鉛酸蓄電池，重量可達10kg，可謂是電動自行車的大重量。如果換成相同鋰離子電池，重量僅為3.5-5kg，採用鋰電池重車重量得到了控制，完美體現了鋰離子電池輕量化、高比能量的特色。所以鋰離子電池被譽為是新一代電動自行車的最佳電源。鋰電池電動車具有重量輕、車型精、設計巧、動力強的特點，是產業升級的理性選擇。 除了鋰離子電池是未來電動自行車的電源方向，市面新出的太陽能自行車車也得到了很大的關注。 太陽能自行車是將太陽能直接變成電能，驅動電機行駛的自行車。主要由太陽電池、直流電機、蓄電池和自行車組成。靠太陽能作為驅動力，太陽能自行車具有體積小、零污染、節能環保的多項優點，更讓自行車有「輕盈」的身形。 無論是鋰離子電池還是太陽能驅動，作為電動自行車領域的新型電源，未來極度發展潛力。受制與價格和性能，目前的普及率卻很低，需要企業努力加大技術研究，讓更具優勢的新電源可以走進電動自行車領域。 新型材料的開發應用 框架是自行車的主要承重部分也是整體重量最集中部分，如果想減輕質量，就必須選擇輕質又具有綜合力學性能的材料。 最近一款僅重19公斤「艾妮兒」的折疊電動車在行業內引起了很大的轟動，艾妮兒已獲得4項國家專利，更被稱為世界上最輕的、可折疊的電動車。艾妮兒為何如此輕呢，除了採用鋰離子電池，它更是電動車行業唯一鎂合金車架高精度模具鑄造的，鎂合金是實用金屬中的最輕的金屬，有密度小，比強度高，彈性模量大，消震性好，承受沖擊載荷能力大的特點，高強度、高剛性。被廣泛應用於攜帶式的器械和汽車行業中，達到輕量化的目的。將鎂合金應用於電動自行車可帶領電動自行車走向高端優質，舒適輕便方向發展。 碳纖維復合材料的優異性能同樣被認為是適合電動自行車產品的，碳纖維復合材料強度高、彈性好、密度輕、耐腐蝕，由碳纖維復合材料生產的具有高速、舒適、使用壽命長等特點，讓生產工藝走向高科技。

10、鎂離子電池的做法和鋰離子電池一樣嗎

Mg2+可以輕松，可逆地嵌入LiMn2O4
在以後，採用Mg2+嵌入插層優勢的負極電池系統，其能量密度是市場上鋰電池密度的兩倍，甚至是多倍。