《2024中国力量年度人物》 吴凯：从“跟跑”到“领跑”的新能源长征者

由凤凰网和金种子酒业联合推出的《2024中国力量年度人物》活动正在进行,中国力量年度人物系列专题片正式上线。活动旨在表彰把握时代脉搏,积极探索新兴科技的新领域、新应用、新价值,以新质生产力创造美好生活的各领域杰出代表,弘扬中国榜样力量。

新能源”涌动“新动能”

十年前,“四个革命、一个合作”能源安全战略的提出,为新时代能源的发展提供了根本遵循。能源产业既是国民经济和民生保障的“压舱石”,又是推进实现碳达峰碳中和目标的“主战场”。而发展新能源汽车,应用新能源电池,是承接能源结构调整和实现“双碳”目标的必由之路。

动力电池是新能源汽车的心脏,决定了新能源汽车续航里程、安全性、可靠性等核心指标,新能源汽车产业从政策驱动转向市场驱动,动力电池的高水平发展起到了关键性作用。宁德时代自2011年成立以来,深耕动力电池和储能电池的研发和制造,在电池安全技术、能量密度、充电倍率、循环寿命等关键技术上实现全球引领,仅用6年时间就登顶全球动力电池出货量第一名,2023年市占率达到36.8%,电池出口近70个国家和地区,全球每三辆新能源车就有一辆搭载宁德时代电池,宁德时代已经成为我国高科技制造的崭新名片。

一体两翼做电池

宁德时代坐落于福建省宁德市。过去的宁德一直是偏居一隅的普通地级市,直到十多年前,一批满怀热忱的创业者来到宁德,扎根在这片土地,他们埋头苦干,踏上动力电池领域的科技长征路。通过在动力电池关键材料、产品设计与集成、制造工艺与装备等多个维度取得的重大突破,不仅让“宁德时代”成为这座小城的金字名片,更是成为一艘强劲的新能源动力“领航舰”,引领中国新能源产业破浪前行。

作为宁德时代创业初期的元老之一,吴凯担任宁德时代首席科学家和电化学储能技术国家工程研究中心主任,负责动力电池的技术和制造攻关重任,长期致力于动力电池前沿化学体系、高效系统集成、高速高精制造和工程应用技术领域研究工作,具有深厚的学术造诣和丰富的实践经验,是我国动力电池技术创新和制造工程的领军人物。

动力电池材料体系是典型的复合多尺度异质系统,性能取决于多个不同尺度的联合效应,机理复杂难辨。在制造方面,动力电池制造属极精密超高速的控形控性制造,涉及物理、材料、电化学、机械等多个学科的交叉和融合。对此,吴凯认为万变不离其宗,核心是电池的一体两翼。

一体是安全,电池是能量存储和转换的核心,需要极致的安全和可靠。吴凯和团队揭示了动力电池安全问题的核心诱因,破解了高比能动力电池的高安全世界难题。提出在电池内构筑“泛在保险”新思路,发明了亚微米金属复合高分子功能集流体,实现了电池单体内短路不起火不失控。发明了高温烟尘与高电压网络分离的新技术,实现了电池系统无热失控热蔓延的高安全。因在电池安全技术上做出的突出贡献,吴凯荣获了2023年欧洲专利局颁发的欧洲发明家奖。

两翼是性能和成本。电池的能量密度是提升整车续航里程的关键,2015年以前,由于新能源汽车续航普遍仅为200余公里,新能源汽车推广异常艰难。吴凯带领团队解决了三元材料沿晶界破碎和释氧的问题,创制了单晶镍钴锰三元高比能动力电池新材料,使电芯的比能量率先突破300Wh/kg,使得整车续航里程有了大幅提升。在制造领域,吴凯开创了方形卷绕式全极耳型动力电池新工艺,建成国际领先锂电池超大规模制造工艺装备体系,并将产品缺陷率管控做到了PPB(十亿分之一)级,将动力电池质量水平提升了3个数量级。正是因为电池的多、快、好、省,我国新能源汽车产业得以扬帆远航。

截至2024年7月,吴凯已获国内外授权专利371件。以第一完成人,获得国家科学技术进步奖二等奖、福建省科技进步奖一等奖、中国汽车工程学会科技进步奖特等奖、中国汽车工程学会技术发明奖特等奖等奖项。

永攀技术高峰

当前,动力电池作为新能源汽车产业发展的核心,已成为全球科技竞争焦点,各国均投入巨大人力物力进行研发。面对激烈的竞争环境,吴凯认为,动力电池的研发和制造创新就如同一场新时代的科技长征,要有持续在科技无人区前进的定力。“创新就是要做人无我有,我们现在做到了第一,接下来就要想技术储备能不能领先别人一年,如果能够领先别人一年,那能不能做到领先两年,电池潜力巨大,我们只争朝夕”。

近年来,吴凯带领团队通过智能化产品研发与设计平台,持续创新高比能、超快充、高安全、长寿命等新技术。研发了高比能高安全的凝聚态电池、超快充的神行电池,第一代钠离子电池、兼具三元和磷酸铁锂优势的 M3P 电池等,引领全球动力电池技术方向。对于动力电池的未来,吴凯正与团队围绕固态电池等前沿化学体系展开技术攻坚,并取得了一系列进展。

经过短短的十余年,我国新能源汽车和动力电池产业实现了从跟跑到并跑再到领跑的华丽转身。宁德时代团队作为时代先锋者,率先看到国家绿色发展的决心以及交通电动化和能源清洁化的巨大市场潜力,团队立志依靠技术性能优势以及精益求精的制造优势,做出世界一流的动力和储能电池。他们作为中国动力电池领域的强劲技术领航者,用坚持和自信,不仅为中国新能源汽车插上腾飞的翅膀,更为全球能源转型贡献出中国智慧和力量。

凤凰网联合金种子酒业打造《2024中国力量年度人物》以“科技向善”作为活动主题,也是在深入发掘科技带给人民生活的改变和各领域杰出代表身上的时代价值。后续将上线更多《2024中国力量年度人物》内容,向世界彰显中国力量,敬请关注。