宋寒:不燃烧电池技术已突破 2016年底产品化
  • 更新时间:2016/5/4 18:25:16
  • 来源:中国汽车论坛组委会

微宏动力系统(湖州)有限公司市场副总裁 宋寒

今天我代表公司把微宏最近的积淀,新技术,加一点我们对电池安全方面理解给大家做个介绍。微宏成立于2006年,从开始设立就是以技术为核心的竞争力,非常注重产品的研发。微宏最初只有非常小的团队,大概三四十人,在那时就设立了未来几年时间里要做什么样的事情,即关注电动汽车。到现在为止经过将近十年时间的发展,微宏现在已经有3000多个人,产业线也开始满足国内大部分的车商的应用。
    近年来,微宏成长迅速,目前已成为全球业内快速充电与长寿命锂离子电池系统研发、设计以及生产的领导者。微宏着眼于解决当前电动汽车发展所面临的主要瓶颈,为实现电动汽车的规模化应用提供电动汽车动力系统解决方案。微宏成立了欧美环境公司,专注在水处理、隔膜,2006年非常成功就被美国陶氏化学并购。微宏是注重研发的,研发领域注重在锂离子电池材料四个关键材料开发,300多项核心专利都围绕在这些研发方向。这里面47%已经被授权。
    微宏被大家所熟知的产品是钛酸锂,其通过大量的案例印证,不管在国内还是国外这个产品是被行业当中认可的产品。2013年推出了多元复合锂,提升了能量密度,同时还保持了快充,15分钟的快充,一万次的循环寿命。通过这两个产品微宏从2006年设立的目标已经实现了。快充方面,10-15分钟之内能把电池充满。长寿命方面比较模糊,但是微宏希望做到电池跟车同样的寿命。钛酸锂是两万次循环寿命,大巴上用得非常好。多元复合锂电池虽然只做到一万次循环寿命,但是因为能量密度高一点,所以几乎与车是同样的使用寿命。
    搭载微宏产品,在路上运营的车大概一万多辆(纯电动30%、插电式混合动力60%、混合动力10%)。截止到三月份的数据,商用车交货套数17000多台,涵盖了前面两款电池的运营。电动汽车运营累积里程6.2亿公里,没有发生事故。
在运营数量方面,微宏在重庆总投用数量1500多台,去年国内有9000多辆车运营,累计运行超过6亿公里,无一电池引发的安全事故。2014年11月份中国举办了APEC峰会,北京首都国际机场接送嘉宾的车,搭载了微宏的产品。统计显示,到去年接近年末的时候,北京公交有上千辆快充大巴,用了微宏电池大概占到纯电动车型65%左右。微宏在纯电动和混合动力大巴市场2015年占有率达到30%。除此之外,全国将近100个城市都在用微宏的电池,跟我们合作的厂家也非常多。
    欧洲大巴发展并没有像中国这么快,本身市场保有量也没有中国高,微宏的产品在欧洲也有大量应用,2015年欧洲上线大概1000多辆,伦敦、比利时、德国和土耳其都有车在运营。伦敦的双层大巴运营这个案例比较特别,它是混合动力的,而且之前用的磷酸铁锂电池,大概跑了一两年时间之后衰减比较严重,磷酸铁锂电池寿命相对不像钛酸锂长,重组寿命也不是特别长。钛酸锂电池可以实现快充、长寿命,欧洲的巴士使用年限是要非常长的,我们2014年用起来的电池,在英国做了测试,完全模拟大巴混合动力运行工况,八九个月,累计循环寿命相当于能量全充放,能量衰减是低于11%的,这是第三方的数据。
    我们当时在比利时也有应用,数量上没有像英国那么多,应用的方式跟伦敦也是类似的。也正是因为我们在前面的地方用得不错,所以在欧盟有个项目是欧盟做纯电动或者混合动力,欧洲八个城市做了批量的试用,不同的厂家和电池做性能方面的监测,微宏作为唯一的电池供应商进到这个体系,我们在德国有四辆车正在跑,明年年末可能会有结论。跟重庆运行方式是很一致的。
    以上是大巴上的应用案例,接下来微宏也计划在纯电动出租车上做推进,目标就是可以15分钟快充,满足20小时的运营,长寿命希望跟车同寿命。为什么要提到快充和长寿命呢,快充能节省出租车非常宝贵的时间,不可能休息太长时间,15分钟快充,3-4次快充时间,一小时之内满足全天的运营需求。与此同时,由于微宏可以做到累计充放次数达到比较高的次数,而且能达到90万公里的续航寿命。出租车司机在这个车报废的时候,电池还能用,这是我们设计的目标。当然,我们也非常高兴跟大家分享,希望在今年年底第一辆出租车进合作厂家,能够实现销售。
    在动力电池安全方面,电池肯定有不安全因素存在,也会发生很多的安全事故。从国家层面来说,最近也在大力提安全的问题,锂电池作为能量的载体,比喻成一个带火的油一点都不为过。锂电池是电解液,类比成油一点都不过分。火柴就是电能,锂离子电池内部短路有非常大的风险,把两个东西放在一起会发生什么样的事情呢。锂电池为什么会热失控?很多的原因,有内在也有外在的,内在还是锂电池材料本身,包括生产过程当中可能会有一定的缺陷,一个隔膜不知道几万平方米会有多少的洞,没办法控制。即便按照日本厂商做,还是会有PPM的指标,还是会有发生热失控的风险,更不要提锂电池用久了会有变形的情况。
    微宏经过8年的研究,刚刚突破了最后一项技术:不燃烧电池技术。微宏08年提出三个锂电池技术,第一个10分钟快充,第二长寿命,第三不燃烧。能量密度基于这三点做到了之后再提升能量密度,这才是根本,因为我们把锂电池比喻成树,三个基础打好了能量密度才能枝繁叶茂。
不燃烧的电解液,其中重要一点做到不燃烧是比较容易的,有各种各样方法做不燃烧,但是做到不燃烧同时还要保证可以做到快充和长寿命,这是非常有难度的。隔膜是耐高温的,通常普通的锂电池隔膜融化点在120度左右,100多度非常容易达到。微宏要做到即便温度更高的情况下也保持锂电池隔膜不会发生收缩,微宏现在做到隔膜可以在300多度不会发生变形。
    微宏外部电池做了被动防御,把电池组浸没在绝缘液体当中,液体不仅仅是绝缘,还可以导热,某种程度也是灭火。通过微宏的浸没技术,穿刺实验,电池可以很好控制温度在100多度左右,相当于一个能量的延缓释放的过程,安全性更有保障一些。浸没的技术除了可以给我们的安全带来很好的保证之外,它通过外部的循环能够达到满足实现电池内部温度均匀的作用,同时寒冷的情况下,甚至在炎热的情况下通过外部的循环也能够非常好地控制整个电池的温度。
    所以这样的不燃烧技术是从三个方面来考虑,第一个不可燃烧的电解液,作用减少热失控的能量。第二个使用耐高温隔膜。第三被动防御,通过绝缘液体隔绝空气,完全杜绝燃烧的三要素,隔绝其中一个部分,非常重要的是氧气。这个产品希望2016年年底可以实现产品化。
    除此之外,我们可以给供大家讨论,提这样一个问题,图片上是最近发生的一起事故,人们往往说电动汽车发生安全事故问题是由于锂电池是不安全的,大家焦点会集中在锂电池上。但实际上12伏电池也会有问题,更何况电动车的电池,我们应该考虑电机系统的防护。第一个是过充的例子,这个事情怎么发生的,充电枪有可能接触不良,充满之后强行切断了,这时候发生粘贴。如果人员不在岗会发生问题,快充上有人操作也许还好一点,但是慢充需要长时间在那里,应该怎么考虑?
    中国在新能源汽车领域已经走到全球的前方,数量上可以看得到,而且很多技术也非常先进,但是缺乏的是整车电池系统标准的设定,首先当然从电池本身角度说,从电芯到电池成组做考量,实际上整个电池电器系统第一需要标准,第二标准也需要很好地升级。这是我们的理解。
    我要讲的就这些,谢谢各位!

(根据现场速记整理,未经本人审阅)