惠州億緯鋰能股份有限公司電源系統(tǒng)部的副總黃紅良

　　中國電池雜志-中國電池網(wǎng)11月12日訊（陳語 湖北武漢直播報道）11月12日，在2015年第3屆中國（武漢）鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇（ABEC 2015，鋰電“達沃斯”）上，惠州億緯鋰能股份有限公司電源系統(tǒng)部的副總黃紅良發(fā)表了題為《三元動力電池的應(yīng)用和發(fā)展》的演講報告，以下是演講報告實錄：

　　各位專家，各位同仁上午好！我演講的題目和主持人報告的有一點點區(qū)別，我想把三元動力電池的應(yīng)用和發(fā)展跟大家稍微分享一下。

　　我們知道新能源汽車發(fā)展在2014年、2015年這個風口，但是這個風口肯定是不持續(xù)的，我覺得平穩(wěn)快速的增長才是我們新能源汽車發(fā)展最好的途徑。每年增長兩到三倍這個不太現(xiàn)實。所以我跟很多專家和同仁在預(yù)測這個過程的時候，我們覺得2016年這樣的增長可能會保持在70%到100%這個增長范圍之內(nèi)，這也是相當樂觀的。

　　而這個70%到100%的增長，我更看好乘用車的快速增長，而客車，特別是公交車的增長可能更加放緩。在商用車，比如物流車和專用車這一類的增長明年會有大的增長。

　　新能源汽車的發(fā)展離不開鋰離子動力電池，隨著我們十一五、十二五對磷酸鐵鋰的一個支持，以及在2014年，2015年三元的一個突飛猛進的發(fā)展，基本形成了我們磷酸鐵鋰和三元并行的技術(shù)路線。我們在這里看一下鋰離子動力電池的分類，大概有兩種，一種是根據(jù)它材料來的，比如磷酸鐵鋰、三元、錳酸鋰、鈦酸鋰。還有一種分類是跟它的外觀形態(tài)，比如我是圓柱，是軟包，還是方形鋁殼。我們說鋰離子電池這兩者是加起來的，比如我們表達一個方形鋁殼的磷酸鐵鋰電池，它就是一個外觀形態(tài)加材料的這樣的一個方式。

　　那么在國內(nèi)外的技術(shù)路線我們可以看到，左邊的這個表是2014年我們國內(nèi)的前十的排名，可以看到磷酸鐵鋰基本形成以方形鋁殼為主的技術(shù)路線，但是還有2014年發(fā)展三元、軟包的技術(shù)路線。國外以三元或者錳酸鋰離子為基礎(chǔ)。方形鋁殼和磷酸鐵鋰，我的預(yù)測，在今后五年，必須是個并行，磷酸鐵鋰安全性好，循環(huán)壽命高，在一些公交車和出租車這一類的應(yīng)用領(lǐng)域肯定會選擇磷酸鐵鋰。

　　三元這一塊，因為它的比能量比較高，而且成本比較低，你在一些低成本的站點，或者要求體積比能量和重量比能量要求比較高，用三元材料。

　　因為磷酸鐵鋰發(fā)展的技術(shù)比較成熟，大家都比較清楚，所以我在這里重點來講講三元動力電池?，F(xiàn)在三元我總結(jié)了三個適用的領(lǐng)域，就是物流車、專用車以及乘用車，這個乘用車就是比如微型車，滿足雙100的。

　　為什么這三個應(yīng)用領(lǐng)域比較符合三元材料的應(yīng)用呢，因為它的應(yīng)用條件沒有那么惡劣，而且它的道路條件比好，而且使用年限也沒有像公交車需要8年或者20萬公里，或者30萬公里這種需求。所以我總結(jié)三元材料在三個領(lǐng)域當中的應(yīng)用會是今后的重點。

　　三元材料也有技術(shù)路線，我們到底是用圓柱還是用軟包還是用方形鋁殼呢，圓柱也有18650，還有特斯拉即將發(fā)展的20700，還有26800這種圓柱形的，可以統(tǒng)稱為圓柱鋼殼，容易做到標準化、規(guī)?；⒁恢滦?。

　　軟包現(xiàn)在可能是在日韓發(fā)展得比較多，特別是韓國的LG。軟包我覺得國內(nèi)的企業(yè)如果要去玩軟包，如果你的PEC技術(shù)成熟，熱管理控制非常好的話，你可以去做。但是以目前PEC技術(shù)水平來說，國內(nèi)廠家去萬萬18650這種標準化的東西還是比較靠譜的。

　　但是我覺得我們目前來說要去做18650這種標準化的產(chǎn)品，我們也要看到國際特別是日韓的發(fā)展路線，的看法是，在未來一到兩年之內(nèi)，還是以18650，特別是在物流車、專用車，還是以18650為主。今后三元如果隨著你的PEC的成熟，散熱成熟的話，我想它的發(fā)展會以18650標準型加方形金屬殼這個技術(shù)路線并行。

　　目前來說18650這樣的應(yīng)用，在成組方式有三個方面，第一個方面占據(jù)到現(xiàn)在成組方式的電阻焊，現(xiàn)在市場70%到80%，但是還有一個成組方式會異軍突起，就是鋁絲焊接，類似特斯拉的這種，這個為什么會異軍突起呢？第一個，它相當于跟每一個18650或者圓柱電池上的保險絲，它的安全性高。第二，它的成本也比較低，安全性高，成本低，你當然會得到市場的接受。但是它有一個缺點，我們目前對鋁絲焊接的工藝要求還是比較高的，所以為什么沒有大規(guī)模使用的原因。

　　除了這兩個，一個現(xiàn)在主流，一個未來會成為主流，還有一些其他的連接方式，各個廠家為了做一些產(chǎn)品的差異化而設(shè)計的18650的成組方式。我總結(jié)，不管你成組方式怎么發(fā)展，但是它必須要遵循三個標準，第一個標準你必須要做成標準化的模組，這樣你的成本才低，你的線才好布置。第二個就是你成組的成本低。第三，安全性。做到這三點，今后的連接方式肯定是成為主流。

　　上面講了技術(shù)路線，成組方式，它還有三個關(guān)鍵問題需要解決，第一個就是安全性，我們電池它是一個能量體，可以說一個電池廠它的優(yōu)劣百萬分之一就很優(yōu)秀了，你保證它的安全安全性，電芯是一個基礎(chǔ)，但是也是一個系統(tǒng)工程。所以我們引入了一個安全邊界，或者是安全的本真性的這樣一個概念。如果我整個系統(tǒng)當中有一個電池或者多個電池同時發(fā)生泄露起火的條件，而對整個電源系統(tǒng)是安全的，我們就講它是安全的。我的意思就是你不能保障你每一個單體能量體是安全的，但是你要保障你整個系統(tǒng)是安全的。

　　怎么保障整個系統(tǒng)是安全的呢？我這里給出了兩個建議，第一個建議就是我單體的能量要小，即使發(fā)生了起火的現(xiàn)狀，你對周圍的影響不夠大。第二，我系統(tǒng)的一些設(shè)計，來保障整個電源系統(tǒng)是安全的。我們在這里做了兩個實驗，第一個是把三只電芯同時短路，第二個是三只電芯同時加熱，大家可以看一下圖。

　　第二個需要解決的問題就是熱量管理的問題，三元為什么不安全，因為它發(fā)熱量比較大。這里給出兩個圖，兩個圖就是中倍率5C，可以看到在1C放熱條件下，它的溫升不超過5度，這是可以接受的。但是隨著2C，3C，特別是5C，它的溫升就有點大了，在15度到25度之間。

　　下面一個是能量型的電芯，用1.5C持續(xù)放大的話，可以看到在整個放電過程當中，溫度到70度，這樣的話，在我們應(yīng)用過程當中是不可以接受的，特別是溫升40多度。

　　我們列這兩個圖要說明的問題，我們能量型的發(fā)熱量肯定要大，功率型，特別是1.5C18650它的發(fā)熱量相對來說比較小的。我們在熱管理方面的話，現(xiàn)在很多車廠是要求你IP67的等級，所以如果要達到IP67的等級只有兩種途徑，第一種是自然冷卻，第二種就是液冷。我給出的一個觀點，你在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，其實你可以應(yīng)用不同的產(chǎn)品，你要去做到一個平衡點，比如在專用車，物流車的領(lǐng)域，使用條件比較優(yōu)良，我建議是用5C型的電芯，如果是高端乘用車，追求加速度，追求它的比能量要高，我建議采用能量型的電芯，而且采用空調(diào)風冷，或者液冷的方式。

　　第二個要解決是壽命的問題，現(xiàn)在的18650的壽命基本上如果在100%SOC的條件下，在800到1200次之間，如果控制在10%到90%SOC的話，在1000到1500次之間，如果成組按80%循環(huán)壽命折中的話，基本滿足物流車和乘用車5年12公里的需求。但是我們現(xiàn)在說它基本滿足，我們不應(yīng)該屈服于現(xiàn)在滿足，所以我們要進一步地提高18650的壽命，單體電芯要提高到2000次以上，要控制SOC使用范圍在10%到90%，然后要自動化生產(chǎn)，保障單體電芯的一致性，從而保證整個電源系統(tǒng)的壽命。

　　三個問題解決完了我們看一看18650 200mAh電芯和韓國的對比，現(xiàn)在它供不應(yīng)求，因為它有自己的特點，第一IC倍率放電，然后內(nèi)阻小，發(fā)熱量小，國內(nèi)成組技術(shù)的水平不太高的話，所以它供不應(yīng)求。我預(yù)計2016年，2.2Ah仍是一個首選，但是我們要把2.2Ah今后在中倍率條件下要更加提高。其實我們最面臨的是跟日韓系進行競爭，我給出了三個建議，第一，我們要大規(guī)?；辽偈菐资f只的起量，你今后在市場競爭才有可能有一席之地。第二，必須要做全自動化，做到一致性，來保證整個電源系統(tǒng)的壽命。第三，要做到比韓系更高的性價比，你價格要比它便宜，你的性能要比它好。

　　下面我做了一下我們性能和韓系的對比，最關(guān)心的是循環(huán)性能，目前對我們自己的電芯來說，已經(jīng)跑了1000周，我用1C 2150mAh作為標的，大家可以看一下這個圖的對比，它的差距還是比較大的。我剛才建議從10%用到90%，我們做了一個常溫的循環(huán)壽命測試，測試到600周用1C2000毫安時對它進行標的，大家可以看這個圖。

　　第三個我們關(guān)注它的高溫循環(huán)性能。還有它倍率放電的性能，要關(guān)注它倍率溫升的性能，我們做了兩個，一個充電充到4.1伏，放電放到3.0伏，我們溫升比它低10度，這對整個車廠來說還是非常有競爭力的。

　　我們把它充到4.2伏，容量也比兩個韓系要高，溫度可能在4.2伏這樣一個溫升，容量越多，到后面放出的溫度越大，所以跟它的溫度相差在5度左右。我們還做了不同溫度的放電性能，在單體零下10度可以放出73.8%的能量，零下20度可以放出64.8%的能量，如果你把它做成一個電源系統(tǒng)或者PEC之后，因為它有熱量的聚集，它的放電能量會更多。

　　我們還做了不同溫度下充電的性能，我們建議零度以上進行充電，也做了零下10度進行充電，可以充95.8%，因為我們這款電芯不是針對于低溫充電的電芯，所以不建議在低溫下充電。

　　這是高溫儲存的性能，在60度儲存有96%容量的剩余，在容量恢復(fù)這方面可以恢復(fù)到100%，而且它的一致性是比較好的。

　　還做了一些安全性能對比，就是一些常規(guī)的對比，這里沒有放進去三元材料針刺，如果按照QC743，針刺是可以過。

　　在未來18650的發(fā)展，上面是三芯的它可以給大家更好的發(fā)展方向，中倍率到高能量的291和337，后面有26P，是用來替代22P中倍率的一個電芯。

　　我們18650要朝這兩個方面發(fā)展，第一個是朝更高比能量方向去做，2933這樣一個電芯，第二，朝著中倍率條件下的更高比能量，做5C和2.6Ah這樣的電芯。除了這個，液冷會是今后的主流，如果高端車輛，液冷是一個基本的標準，如果在低端的，對成本要求比較高，物流車，微型車，我建議自然冷卻。

　　還有BMS，朝著更智能化和動態(tài)管理技術(shù)發(fā)展。

　　上面分享了一下我自己的一些見解，我也把億緯鋰能介紹一下，我們是在2001年成立，在2009年創(chuàng)業(yè)板上市，在2014年達到12.8億銷售額，現(xiàn)在有四個工廠，一個是西坑工廠，在惠州，它是全世界最大的鋰原電池生產(chǎn)基地。第二個是仲愷工廠。第三個松茂工廠，有兩個事業(yè)部，一個是自動化的事業(yè)部，我們很多在鋰原電池，以及數(shù)碼類的自動化的設(shè)備，都是我們自己公司研發(fā)的。還有一個是荊門的工廠，主要是生產(chǎn)磷酸鐵鋰的電池。

　　研發(fā)能力的話，現(xiàn)在有9名博士，257項專利，而且我們還有一個地方的聯(lián)合工程中心，這是給我們民營企業(yè)在技術(shù)的一個最大肯定，品質(zhì)體系建得比較完全。營業(yè)收入在2009年才2億，到2014年12億，這個增長是很快的。后面的發(fā)展會更加迅速。

　　第三個就是動力電池的產(chǎn)能規(guī)模，磷酸鐵鋰在荊門生產(chǎn)占地200畝，專門生產(chǎn)方形鋁殼的電芯，現(xiàn)在生產(chǎn)50到100Ah的容量范圍。日產(chǎn)是3000只，到年底會達到8000，達到日產(chǎn)13000。

　　然后是三元電芯，我們從頭到尾是沒有一個工人的，我們整個團隊是100人左右，包括50個人是設(shè)備維護和工程那邊的人員，其他都是一些品質(zhì)和生產(chǎn)管理人員。仲愷二期2015年底會達到30萬的產(chǎn)能。

　　成組方式三個方面，第一個做軟連接的結(jié)構(gòu)。第二個是銅鎳復(fù)合片。方形鋁殼承租方式，我們摒棄了螺絲工藝，采用激光焊接的方式，連接更可靠，但是它有一個缺點，它的后續(xù)維護這方面的成本比較高一點。

　　我的報告到這里，謝謝！

　?。ㄒ陨蟽?nèi)容根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）