[摘要]關于層狀正極材料的未來，關于動力電池的未來，關于新能源汽車的未來，還有很多你預想不到的未來，都會在堅守中陸續到來……青山不改，回頭再見！
回顧歷史，層狀結構正極材料從LiCoO2開始，經三元又向高鎳（三元）、高壓（鈷酸鋰）、富鋰（錳基）發展，答案無一不是遭遇了“易衰”的困境。據說，正在溺水的人會不顧一切地抓住任何東西，哪怕只是一根稻草。
這也許能理解，盡管每個人都知道材料“高富易衰”的規律，但面對資本的誘惑和層層的補貼，新能源汽車還是陷入“集體無意識”的狂熱?！安磺蠛线m，但求最高”，似乎只有更高的能量密度指標在貧窮想象力下才具有唯一的“說服力”；似乎只有更高的能量密度指標在缺乏技術創新力下才能彰顯鋰電人“在努力”！
人們常說，當雪崩發生，沒有一片雪花是無辜的；同樣，當能量密度指標在動力鋰電中一點點加碼，最終觸發了2019年上半年的EV煙火。除了工信部那位被抓的司長，每一位鼓吹高能量密度指標的都是合謀者。
這一年里，有頭有臉的和不見經傳的電動汽車品牌，都無一例外地出席“火”的盛宴。在此之前院士曾說，——高能量密度電池沒問題；在此之后院士又說——主要問題是驗證時間太短。但具體驗證時間是多久？院士沒有說！
自燃事件時有發生
很久以前，我曾迷戀阿基米德的名言——給我一個支點，我可以翹起地球！后來我做了下計算才知道，為了能翹起地球1cm，另一端的我可能要以光速飛90萬年……所以，我不擔心有解決不了的問題，我擔心的是——驗證的時間太長，而生命的長度太短！
三元材料是當下高能密度正極材料的主要方向，從NCM622向NCM900505高鎳的演進中，材料的熱失控觸發溫度從272℃降低到了201℃，同時釋熱量上升了兩倍多。常言講，物質基礎決定上層建筑；我認為動力電池一旦走上了高能密度、特別是三元高鎳這一條不歸路，所有的鎳也都有原罪。
1885年，德國機械工程師卡爾·本茨發明了世界上第一輛實用的內燃機汽車“奔馳一號”，但跟馬車比起來“笨重”、“噪音大”、“操控麻煩”、“無處加油”。被質疑“難道每隔幾十英里就要建一個加油站嗎”……曾經大言不慚的武斷言論在今天看來是如何地可笑！
二十年前，一位德國奧迪汽車的工程師給中國國務院寫了封信，闡述了借道新能源汽車實現中國汽車產業的跨躍式發展，由此掀開了中國新能源汽車“彎道超車”的序幕。事實上，這位工程師的人生也確實實現了跨越式發展。
十年前，我們認為LiFePO4是動力電池的最佳甚至是唯一的動力電池路線，最終卻走向了層狀三元，并在高鎳化上一再加碼，甚至將高鎳寄予了動力電池“唯一”的地位。但2019年的“經濟寒秋”來臨，我們發現吃習慣了的補貼幾乎沒了，國門外狼卻真的來了，三元一片哀鴻下，又開始回望磷酸鐵鋰……
磷酸鐵鋰電池
柏拉圖說，如果只允許一種聲音存在，那么唯一存在的那個聲音，基本上就是謊言。同樣，如果中國的新能源汽車只認定了某一種技術路線，那也一定存在著陰謀。
誠然，當能量密度不足40Wh/kg的鉛酸電池都能掀起低速電動車百億級別的市場規模時，還有什么理由認為只有300Wh/kg的電池才能支撐新能源汽車的未來？你可以盡眼望去——20公里續航里程的平衡車在跑；50公里續航里程的電瓶車在跑；100公里續航里程的低速車在跑；200公里的代步型低端EV也在跑！還有機場擺渡車、城市公交車、景區觀覽車，“一次充電跑1000公里”并不是它們真實的“內心需求”。
慢慢地，我們應該明白——當我們的EV已經能充一次電跑500km了，我們真的有必要將下一個目標確定在700km甚至更遠嗎？我們為什么不能在500km這個目標的基礎上再“橫向”發展一下，讓電動車更安全、更長久、更便宜，讓充電網絡更高效、更便捷呢？
過度追求續航里程
慢慢地，我們也應該明白——發展電動車的目的不是造一輛以電為“燃料”的耗電車，也不是必須讓EV的充電和加油一樣快捷，甚至也不是讓EV跑得跟燃油車一樣遠甚至更遠。而是賦予汽車一個更全新的一種使命——從一個簡單的交通工具演化為個人生活和工作的移動平臺。
就像我們的手機從二十年前的移動通話工具變成了今天的移動社交平臺后，好手機的判據標準卻并不是待機時間。從這個角度來說，電池的安全最重要、長壽命循環最重要，而處處存在的充電網絡會使得續航里程不再那么重要……
從技術的角度來說，商業的客運電動飛機只是癡人說夢；從能量密度來分析，電池永遠超不過燃油；從更高地角度來說，汽車的全部電動化同樣是一個災難——石油產業恐怕要陷入萬劫不復之地了！所以我相信，汽車的未來是一個動力多元化的世界，有油、有電、有氫、有協同。
續航里程大幅提升
2018年中國的電動車產銷首次突破了120萬輛，其中58%的電動汽車選擇了三元，受此帶動，三元材料首次越過了15萬噸的市場銷量，再加上鈷酸鋰市場的加盟，似乎層狀材料的霸主地位已經確定無疑。
但我認為下結論還為時太早，雖然全世界來看，汽車的電動化趨勢已定，但格局還遠未定型。盡管動力鋰電號稱資本密集型、知識密集型和人才密集型的高精尖產業，不乏優秀的個例；但如果將我們全部的鋰電產業作為一個整體來看，我們這個“新能源產業生命體”可能還處于幼年時代！
否則，如何解釋我們動力鋰電路線在近二十年的時間里反復變更——從磷酸鐵鋰變更到三元，從三元又跨到了氫燃料電池，中間還穿插了鈦酸鋰、富鋰錳？渴望成長又反復搖擺不定，這也是一個人在少年時代最容易顯現的特征……
就當前層狀結構材料面臨的問題來說，富鋰錳主要的工作還是應該通過摻雜提升其結構的可逆穩定性；高鎳三元主要的工作應是通過優化包覆優化界面結構的穩定性；而高壓鈷酸鋰可能需要在內部摻雜和外部包覆兩方面同時優化。
而這其中，鑒于摻雜方式和摻雜元素已經被“耕耘”過了多次的事實，材料的包覆可能更具有現實的探索空間。常言道，性格決定命運，但命運常有意外，韋小寶并不總存在于小說里。同樣地，對材料來說，結構決定性質，但結構其實只決定了材料的“本色演出”。
而在一個具有生命周期特征的鋰離子電池體系中，“結構”的含義不但包括單一材料的內部結構，還包括電池的組成結構，特別是電池活性材料（正負極）與導電劑、粘結劑的復配結構，以及活性材料與電解液的界面結構……這些“材料本體結構以外”的意外也往往能最大程度地改善材料先天結構的不足，使其在應用中獲得更多的青睞。
換句話說，就像一個人剛出生稚嫩水靈的臉不可避免地在年老時布滿滄桑一樣，也有善于保養的人能創造“凍齡”的奇跡。對鋰電材料來說，合適的包覆對于鋰電“凍齡”的近期“小目標”具有直接的現實意義。
不覺間，2019年即將過去，作為層狀材料系列的結語，如果對層狀材料做個回顧和展望，在鈷鎳錳三兄弟中，除了鈷酸鋰（LiCoO2）還基本上能“獨善其身”外；鎳酸鋰（LiNiO2）仍舊奔跑在“高鎳化”路上；而層狀錳酸鋰（LiMnO2）貌似只能在OLO層面上找到自己的有限舞臺，富鋰錳則剛過了亢奮期，目前處于混沌狀態。
最近的全固態一直在“想”被大家關注。我預計，面向全固態電池應用的正極材料中，層狀材料也一定會“精心打扮”后另有一番表現。
所以，關于層狀正極材料的未來，關于動力電池的未來，關于新能源汽車的未來，還有很多你預想不到的未來，都會在堅守中陸續到來……青山不改，回頭再見！
材料專欄
3.層狀結構正極材料的發展歷程之病秧子層狀錳酸鋰（LMO-layer）
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