张娜：我今天要交流的题目是电动汽车用高能量密度电池一个研发的进展。

这个报告分简单的四个方面，公司的情况，高比能电池的开发和应用的情况，以及下一代技术的储备情况。

首先还是简单介绍一下力神公司，我们目前的产品线相对比较全，锂离子电池涵盖18650原型还有方形，以及动力电池，另外还涉及光伏产品和超级电容器的产品。

这个是我们公司产品应用的一个情况，主要是应用于目前的消费类电子，笔记本、手机，大部分是在移动能源、电动汽车、储能这些领域。

这个是我们公司目前一个产能布局的情况，我们的公司总部在天津，有研发和生产基地，在全国已经正在建设和筹建的大概是5个以上的基地，包括东北、华中、华南和西北地区。

这个是公司产能的规划情况，要应对动力电池整体的需求情况，这个产能规划建设对于公司来讲是非常重要的。我们目前所具备的动力电池的产能，应该是在8亿Ah，大概是20几亿瓦时的情况。我们今年也会陆续投资，再去扩充一部分产能。

整体的规划是到2020年，就是初步的规划应该是再投资200亿元，再建设200亿瓦时的产能。我们国家有一个规划，大概计算一下2020年的整体需求是2000亿瓦时，所以我们的计划是打算占领10%的市场份额。

下面讲一下我们公司在高能量密度动力电池产品研发方面的一个情况，我们也是根据整个车的需求还有客户的要求，有不同种类的产品，包括方形，主要是用在PHEV的乘用车，圆形是用在纯电动车，还有更高软包密度的，是用在长里程的车辆上。

这个是我们整车产品技术路线的规划情况，分三大类型的产品，我们今天主要涉及的是高比能量，简单讲一下，我们在EV车应用领域，目前这个单体电池的比能量是200瓦时每公斤，到2020年要达到300瓦时每公斤的目标。

PHEV车目前的比能量是165瓦时每公斤，到2020年要达到240瓦时每公斤。

下面讲一下我们目前量产的30千石VDA-PHEV2的性能，最大的充放电可以达到8C，最大连续放电的电流是10C。我们所测试的循环寿命，就是没有任何的热管理的情况下，15度到35度的一个范围可以做到2000次。

这个是初步的电池性能的测试，包括基本的倍率情况，这个是从1C、2C、3C到8C，基本上高倍率的容量没有太多的衰减。

这个是电池高倍率充电的一个结果，我们也有8C的横流充电的曲线。8C横流节段的容量可以达到总容量的80%，倍率性能比较好。

这个是模拟电池在车的全工况情况下使用的一个SOC的范围，我们做的是0到100%的，相当于是DCIR的测试，这个电池是具备了一个比较宽的工作电压范围，基本上到10%到80%。

这个是我们做的EC的循环寿命的测试，上面那幅图是常温的测试情况，做到了2425次，残余容量保持率是在85%以上，还有一个高温的循环可以加速寿命的测试。我们所得到的结果也是能达到1000次以上，残余容量在83%。

这个是高能量密度电池安全的一个测试情况，刚才有好多电池的专家也讲了，我们中国的国标还有与原来行标的标准对于单体电池测试来说相对是比较严格的，我们的测试也是基于新国标的检测，包括短路、过充(EC)，我们测到的是150%的过充的能量，还有它的过放，热箱，热箱是130度，还有震次。目前这款电池拿到的报告的结果都是能够满足汽车厂的要求的。

我们在PHEV2电池方面也有容量提升实验结果，这个是我们在同样尺寸下开发的50Ah的情况，持续充电可以达到3C，持续放电可以达到4C。这个是给出的倍率充放电的一个结果。

这个是这款电池在不同温度下的一个放电性能的一个表现情况。在0度的时候可以飙升容量的90%，零下20度是超过了70%。

同时，我们也模拟了电池在全SOC范围输出功率的情况，和散热前也是同样的一个结果，在一定的功率输出的要求下，它的SOC工作的范围可以达到10%到80%。

这个是我们50亿Ah在开发的产品所做的循环性能的测试，目前展示的是我们在常温下EC全充全放下的性能，是1800次，残余容量是在74%。直流内阻上升的情况在1800次的时候是在20%以下。

同时，我们也在积极的提高高比能的方形电池的安全性能，目前短路、过放、热箱和过充是可以达到一个标准的要求。唯一现在具有挑战的是震次的安全特性，我们也在进一步的改进和研发。

我们另外一个研究的方向是高比能的软包动力电池，我们在去年年底把高比能的软包电池的比能量提升到了240瓦时每公斤，同时这款电池也具备相对比较好的一个倍率充电电特性，可以做到1C连续充电，2C连续放电。

这几幅图给出了我们连续充放电一个性能的测试，包括电池表面温升的情况，也就是我们保证在1C充电、2C放电的情况下，连续充放电电池的表面温升是低于10度的，可以保证它连续充放电的使用。

这个是初步测试了这款产品的一个1C循环寿命的情况，我印象中应该是在1600次，整体的残余容量是在82%。

同时，这款电池也进行了国标的安全测试标准下的一个安全性能的测试，包括过充，过充采用的是1C两倍终止电压的一个严格的条件，还有过放、短路，热箱采用的是150度30分钟，还有一个解压的测试，是50%的一个形变。

另外一个EV方向的产品，就是我们圆形18650的产品，目前主打的是2.6Ah三元的圆柱形电池，我们也会陆续推出3.2AH、3.5Ah的产品，到2020年我们的容量会达到4.4Ah(圆形)。

这个是我们正在开发的3.55Ah的圆柱形产品的一个基本性能，它的比能量可以达到260瓦时每公斤。

这是这款电池，我们测的0.3C充电，0.5C放电的一个循环寿命的一个结果，基本上是600次80%，1000次可以达到70%这样一个循环寿命的表现。

我们三元整个产品的一个应用的情况，大家都知道我们在2012年承担了国家创新工程的下一代电池研发计划的一个项目，今天应该是在北京进行总体项目的一个答辩。整体的项目中有产销的要求，我们也根据整个项目的计划和实际客户的需求，截止到2015年12月份，三元的系统总共累计产销了1.48万套。如果把今年前5月份的表现加起来的话，三元整体的配套的车辆应该超过了2万辆。

这个是简单的介绍一下这些产品目前在车型上应用的一个情况，我们销量最大的是和江淮合作的IEV5，它的总能量是23.8千瓦时，另外是花泰的纯电动车，总能量都在40千瓦时以上。

这个是PHEV车及纯电动车上一些应用的情况(方形)，比如说开发的车型，一汽红旗7，电池总的能量是12.9千瓦时，还有LQE，东风悦达起亚的一款纯电动车，是26千瓦时。

下面是我们公司下一代技术储备的情况，分三个方面吧!第一个方面讲一下黏结剂和导电剂的一个思路，它是没有贡献的，所以我们也在想办法如何降低这些非活性物质的含量，同时也达到一些相对的性能。所以我们在整个导电剂还有黏结剂本身的特性以及它在电池集片上的一些表现，来综合分析例子阻抗、电子阻抗以及界面上的一些反应，来选择合适的导电剂和黏结剂。

这个是我们在高比能量方面如何降低导电剂含量一些初步的分析，因为目前导电剂主要有三类，点状、线状和面状。对于不同颗粒度的材料，它对导电剂也是有选择性的，比如说我们初步的结论是，这种线状的导电剂，在10微米以上的材料颗粒是不太有效的，或者说不能单独使用。对于十微米以下的，像磷酸铁锂这种等级的材料表现的是比较好的。

另外，我们新开发的，就是目前也是研发比较火的这种石墨烯材料，它现在在导电剂应用方面已经取得了突破。可以大幅度的降低导电剂的用量，可以提高整个电池的能量密度。

下面是我们在310瓦时探索的一个情况，这款电池是基于国家一个863项目的支持。采用了纯硅的负极。电池的容量是2.5Ah，比能量可以达到310瓦时每公斤。目前测试的循环数量是160次，像短路、挤压和过充这些安全测试也可以通过。目前这款产品和这个项目已经通过了国家的验收，而且评定等级为优。

在这款电池上我们采用的是纯硅的负极，相当于刚才所讲的在黏结剂和导电剂方面，使得纯硅的负极循环400次，膨胀率小于12%。

这个是长的循环寿命，可以做到400次，容量保持率在75%。

2、讲一下“十三五”300瓦时规划的一些情况，我们也有一些初步研发的结果，我们设定的目标是320瓦的体系。

我们的路线相对比较明确，正极所采用的就是NCA这种高镍的正极，负极采用的硅碳的复合负极。

这两幅图给出了在320瓦时的一些成果，一些复合技术，使得循环寿命有了大幅度的提升。

这个是刚才所讲的负极的初步的结果，我们所采用的这个硅负极的容量是1720mAh/g，另外我们还在规划720毫安时每克的这个负极，是跟厂家一起采用了一个比较独特的结构，内核是人造石墨，外壳是氧化硅，来保证整体的效率，还有它的高的比容量和循环寿命。

这个是我们在研究320瓦时体系所做的不同的DOD情况下的一个容量表现，目前初步的结果是在两伏到3.0伏，这款体系还可以提供出10%的一个容量。

这个是NCA对硅碳的整个化学体系通过优化以后，这是新型的导电剂在整个体系的一个作用，通过新兴导电剂的加入使得整个电池的欧姆阻抗有一个大幅度的降低。

我们在和我们的合作伙伴进一步加强电池安全性的一个研究，目前主要明确的路线有两条，这是一个正极活性物质表面的一个涂层技术，它在异常过热的情况下可以发生交联反应，使得锂离子扩散的通道被阻断，从而表现出比较安全的性能。

另外，电极表面PC涂层的技术，同样的原理，在电极表面如果温度过高的时候也可以切断副反应的电流。

对320瓦时这个体系的话也预测了一些挑战和一些比较明确的技术路线，比如说我们所说的多层纳米复合技术来提高整体材料的结构，另外我们还有新兴的电解液来保证NCA和硅碳的循环稳定性，以及多维度的热阻隔技术来提高整个电池体系的安全，另外还有我们的智能制造技术来提升国内电池制造的一致性和成品率，这是我们总体项目的一个思路。

我简单的做一下总结，我们力神公司在高能量密度方面也有了一些进展和比较广泛的应用，在320瓦每公斤体系方面也有明确的目标和技术路线。我们力神主要还是致力于满足客户多方面的要求，来做出达到客户要求的产品。谢谢大家!

提问：想问一下，能量密度做得越来越高，一个电池的形状选择还有一个是安全性这一块，怎么来管理?

张娜：做了将近20年的电池，对于高比能的电池，路线相对比较明确，就是采用软包的这种结构来做我们高比能的电池。

对于整个电池的安全，我们也是从多维度进行考虑的，包括刚才报告里涉足的一些内容，我们是从材料本身的一个结构的稳定性，另外还有电极的安全保护，还有我们整体电池，包括电解液添加剂选择的设计，在电池体系方面做了一些工作，这是三个层次。

我们是整个系统的应用，在整个模块的层面以及系统层面都有主动的保护，来保证300瓦时每公斤以上电池系统的一个安全。

提问：这个幻灯片里讲到了，你用到了1700毫安时的负极和700毫安时的负极，你到底用的是多少?你前面包的是硅，后面又有别的，你可以把这幅图讲一下吗?

张娜：这个结构的话，合作厂家应该申请了专利，这个外壳的整个基材是无定型碳，里面再潜入氧化硅，来提高比能量的同时来保证它这个长的循环寿命。

提问：这个结构的循环量是多少?

张娜：700毫安时每克拉

提问：容量是多少?充放率电流是多少?循环次数是多少?

张娜：我们采用的电流比较小，一般都是0.1C。

提问：你写的是600次还是800次?

张娜：左边是400次。