鉅大LARGE | 點擊量：649次 | 2021年08月13日
歐陽明高院士：動力鋰離子電池要重視均衡發(fā)展
這次討論還是有些可以達成共識的，公司代表關(guān)注成本、安全等，所以我想談幾點：動力鋰離子電池今朝首當其沖的還是安全。最近與有關(guān)部門剛了開會，對安全提的比往日要嚴，公司還是要給予充足的重視。我們也在會上呼吁了要審慎包容監(jiān)管，監(jiān)管部門也做了回應(yīng)，贊成這個觀點。我們還會持續(xù)呼吁這個事情。
1安全問題
公司自身還是要扎扎實實做安全。今天大家說到的有幾個方面：安全無非是本征安全、被動安全、主動安全三個方面。
1.本征安全。有公司提出，安全是設(shè)計出來的，包括材料設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等等，這個肯定是要追求的，尤其是基于材料熱穩(wěn)定性和電池熱失控機理的設(shè)計。另外就是制造，就是說本征安全也是制造出來的。制造方面緊要是智能化、過程監(jiān)測、制造品質(zhì)等，今朝國內(nèi)這方面近幾年的進步還是很大的。
本征安全今朝比能量200瓦時/公斤以內(nèi)是沒有問題了。今朝重點攻關(guān)的問題是300瓦時/公斤的高鎳三元電池。上星期開了國家重點專項的電池中期檢查，大家也都做出來了，按照新國標大部分是能達標的，今朝關(guān)鍵問題是怎么產(chǎn)業(yè)化。目前，本征安全提到300瓦時/公斤是一個產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)的重點。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2.被動安全。這些年我們的探測法規(guī)，尤其熱蔓延的法規(guī)，是我國牽頭在制定國際法規(guī)。當然今朝探測辦法的重復(fù)性在進一步討論。另外，今朝有很多是井蓋把底部給撞了或者給它撞歪了、缺了等等，這些問題是比較多的，還要考慮整車的安全性。往日有前碰撞、側(cè)碰撞，今朝還要有底部的，這也是很緊要的問題。
熱蔓延方面，因為在300瓦時/公斤的時候，811完全靠單體來實現(xiàn)不熱失控是有難度的。所以今朝重點是要怎么樣戒備熱蔓延。模塊熱蔓延甚至是整個包的熱蔓延，大家也加了很多東西(普遍加隔熱)，而且由于硅炭負極上來，還有模塊之間要加彈性墊等。甚至今朝300瓦時/公斤的也開始用滅火裝置，有好幾家也都做了，低成本又不影響系統(tǒng)能量密度的技術(shù)還是一個難點。還有就是一旦整個電池組著火，今朝消防滅火很困難，可能要制定在電池組上設(shè)置消防水管的接口法規(guī)，這是很緊要的一個方面。
3.主動安全。大家越來越重視主動安全，正在從被動安全向主動安全發(fā)展。主動安全當然是最有空間的，成本不新增，但是附加值新增很多，因為只要軟件算法等等。當然主動安全的前提、基礎(chǔ)是電池管理系統(tǒng)要做好，狀態(tài)估計要準，把使用邊界控制的好，不要進入不準許的超出邊界的情況。內(nèi)短路、制造、顆粒形成的各種各樣的隱患要能預(yù)警(當然這中間要包括加一些傳感器)。目前的傳感器還是偏少，比方說氣體傳感器、電位傳感器等等。
充電安全也是主動安全控制的緊要方面。充電安全也是受到高度重視的，因為今朝充電發(fā)生的事故占比比較高。大家了解從機理的角度，快充、洋溢或者過充的時候也是熱失控最容易發(fā)生的時候，這方面是一個工作的重點。尤其是充電析鋰的問題引發(fā)熱失控。今朝充電控制慢慢會發(fā)展出一個很大的范疇。因為充電不僅僅是電池，也跟車、充電機、充電站有關(guān)，這是一個綜合性的問題，也是一個重點范疇。
還有一個全生命周期的安全性，首先是健康狀態(tài)要怎么樣準確估計。我們在主動安全方面可以引入人工智能、大數(shù)據(jù)、云平臺，為提升電池管理、電池預(yù)警、電池充電控制和電池壽命預(yù)測與評估的技術(shù)水平，今朝大家都在朝這個方向做，相信在這個方面應(yīng)當會有很大的進步。倘若把這些執(zhí)行好，300瓦時/公斤電池高鎳三元在近兩年應(yīng)當是可以處理的。
2成本問題
首先，要區(qū)分、細化不同的客戶，采用不同的措施。比方說中低端的，對成本特別計較，可能就要用低成本的磷酸鐵鋰離子電池，縮短里程等等對中高端的，不那么敏感，但是可能要多裝電池。成本方面，客戶是否選擇換電是要探索的。網(wǎng)約車、出租車換電基本上商業(yè)模式是確立了，還有卡車換電，這些商業(yè)模式有關(guān)降低成本、張大市場已經(jīng)比較成熟了，大家也都形成共識了。但是有關(guān)私家車、中高端車如何(蔚來也在嘗試，有關(guān)張大銷售是不是有好處)，全方位的，也可以放開，由市場來選擇。
其次，要改變電動汽車的產(chǎn)品定位，把它作為一個低碳綠色新物種，而不是總與傳統(tǒng)燃油車比成本。剛才談到，歐洲新能源汽車發(fā)展今朝非常迅猛，今年可能要超我國，明年德國要超過我國，這個趨勢緊要得益于歐洲電動汽車的定位是低碳技術(shù)。我國是否朝這個方向發(fā)展?我非常贊同。一旦這個定位改變之后，它跟可再生能源的結(jié)合，跟智能電網(wǎng)的結(jié)合，也會順理成章，而且政策非常好配套。
所以我們要向政府提議供應(yīng)配套的低碳政策，來把今朝的電動新能源車跟傳統(tǒng)車通過定位差別，采用差異化的稅收政策碳稅等等。今朝雖然做了但是力度不夠，還不足以體現(xiàn)出新能源汽車的價值。不僅僅是降成本，更多是要改變定位，體現(xiàn)價值，還要新增價值。
其實汽車行業(yè)未來也會分化，因為汽車行業(yè)整車慢慢會是ICT的特點越來越分明。電池行業(yè)可能是朝能源范疇擴展一個非常好的方向。智能化來勢兇惡，對汽車行業(yè)帶來很大沖擊。汽車行業(yè)無非就是一個往ICT走、一個往能源走這兩個方向。有關(guān)電池廠商來講，最好的方向當然是往能源公司走，我欣喜的看到今朝的寧德時代、遠景等，都是朝這個方向走的非常好的領(lǐng)頭羊。我一直在鼓吹三大革命：動力電動化、能源低碳化、整車智能化三位一體，這對電池公司來講，可以新增收入、張大產(chǎn)值、新增利潤、可繼續(xù)發(fā)展，這是一個大方向，一個增值的大方向。
3技術(shù)趨勢問題
今朝的技術(shù)趨勢，我想從三個層面來講：第一，公司的趨勢是朝全鏈條、全生命周期變化性能優(yōu)化方向發(fā)展，也就是說電池公司相對更重視完善細小末節(jié)的提高。我覺得從300瓦時/公斤往上，到今后幾年對電池公司來講不用在比能量上提太高的要求，相對穩(wěn)定、逐步改善、提高品質(zhì)是重點。比如到2025年，能把產(chǎn)品真正能做到350瓦時/公斤單體，系統(tǒng)做到230瓦時/公斤，體積能量密度做到400瓦時/升，就非常好了，不要提過高的要求?？恳稽c一滴提升，全鏈條想方法、全生命周期想方法，重視全生命的提升和成本下降，性能綜合平衡，既要有比能量、又要有壽命、又要有安全。
所以，我們今朝不能強調(diào)一個指標過分的往前跑，要相對的平衡、均衡，這對公司非常緊要。同時，也要重視整個電池系統(tǒng)的集成，從這個方面去改善，不僅僅是單體。今朝寧德時代和比亞迪刀片電池和C2P已經(jīng)作出了很好的典范。總之，我們要從各個方面去挖潛，綜合的角度去提升。
第二，國家技術(shù)攻關(guān)目標。我相信新能源汽車十四五還會有相關(guān)立項。從技術(shù)攻關(guān)的角度和目標，2025年能夠上車的、確保上車的電池肯定要提高一點。比方說比能量達到400瓦時/公斤單體，系統(tǒng)到250瓦時/公斤，500瓦時/升，這樣一個技術(shù)水平。
技術(shù)攻關(guān)方面除了材料體系、安全、快充等，我認為智能電池應(yīng)該成為重點。歐盟今朝的電池計劃總目標就是智能電池，要通過人工智能，全鏈條提高設(shè)計、制造、運行、回收全鏈條的智能化水平，這是我們下面要重點攻關(guān)的，要挖潛電池理論容量和比能量，并提高開發(fā)效率。因為今朝電池的實際性能跟材料能夠供應(yīng)的理論潛力，差別非常大。這個潛力靠什么來提高?就是要靠全鏈條的智能化，包括材料開發(fā)的基因組、仿真、大數(shù)據(jù)等等。
此外，還有顛覆性技術(shù)，0~1原創(chuàng)的顛覆，這也應(yīng)該是十四五基礎(chǔ)研究方面要重點增強的。最近我在評審MIT35歲以下的新人，看到了其中很多研究電池、新能源材料體系的年輕的一代。應(yīng)當說在全球我國研究電池的人才是最多的，后起之秀非常有潛力，依托現(xiàn)有好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)做出原創(chuàng)顛覆性技術(shù)，可能性是非常大的。
所以基礎(chǔ)研究方面、顛覆性創(chuàng)新方面也是我們?nèi)齻€重點之一，就是產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)攻關(guān)、顛覆創(chuàng)新同等緊要，三條線并行?；A(chǔ)研究要瞄準單體500瓦時/公斤，系統(tǒng)比能量300瓦時/公斤，體積密度1000瓦時/升，這是我們的目標，越快越好，可以2030年、2025年、可以2023年，因為顛覆創(chuàng)新很難規(guī)劃、很難確按時間。
這些方面我們看國內(nèi)，比方說陰離子反應(yīng)、陰陽離子協(xié)同反應(yīng)的等等，都很好。比如正極材料容量做到400毫安時/克500瓦時/公斤的軟包電池，循環(huán)到80%容量，可以做到200周的等等還有固態(tài)電解質(zhì)，硫化物工藝規(guī)模加工的成本下降90%，這也是非常大的進展比如說鋰金屬負極方面，也有幾個團隊做的非常好。
所以在顛覆性創(chuàng)新方面，能做出來就是最好的，我覺得這些應(yīng)當都會出現(xiàn)。因為我國電池產(chǎn)業(yè)的競爭力還是非常不錯的，我們應(yīng)當感到光榮。電池今朝是站住了腳跟向全球供貨。在這個背景下，我們在電池材料研究方面又是全球人數(shù)最多，論文也是最多。所以我們期望，多年的積累會厚積薄發(fā)，在今后5mdash10年一定會出現(xiàn)顛覆性的沖破。
本文為我國科學(xué)院院士、我國電動汽車百人會副理事長歐陽明高先生在七月二十五日第七期2020百人會汽車產(chǎn)業(yè)形勢與政策高端研討會-動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)整體趨勢再研判上的總結(jié)發(fā)言。
