第四届华南锂电(国际)高层技术论坛——嘉宾发言稿（小编推荐）由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“华南锂电高层论坛”。
第四届华南锂电（国际）高层技术论坛——嘉宾发言稿汇编
中国工程院杨裕生：电动车技术与动力锂电池 以下为中国工程院院士杨裕生演讲的文字实录：
主持人：女士们、先生们，今天我很荣幸在这里看到大家，因为这里有不少的海外嘉宾，所以有的嘉宾是用英文来讲的。
第一，我们这个会议是双语的，是英文和中文两个语言都可以。第二是对所有参加的会议的人能够把手机调到静音，这样不影响我们的讲座。第三是对于讲演的人希望你们把时间限制在20分钟，这样就议程就可以顺利进行了。第四，有些讲演者可能是希望不要拍照，这种情况下希望大家能够遵守他的意愿，如果你牌照的话希望不要闪光灯。如果有问题的话请举手，我们工作人员会把话筒递给你。首先有请杨裕生院士给我们讲演，他是工程院院士，他毕业于1952年浙江大学，他在各个地方都有研究，尤其是核工业方面得到了很多的奖项，比如国家发明奖和国家进步奖和全军科技进步奖项，有请杨院士。
杨裕生：谢谢薛博士的介绍。我想我们在过去的15年左右，锂离子电池对于我们全世界的电芯技术的产业推动做了很大的贡献，今天我想给大家介绍的是《电动技术产业与动力锂电池》。
第一，发展电动车很必要，也可行。要减轻城市的空气污染。石油现在很紧缺，石油现在有一半是从国外进口，牵涉到我们我们我们的能源安全问题。减少二氧化碳排放，缓解温室效应。今年汽车的销售量可能要接近1000万辆，因为第一季度已经260多万辆了，所以发展电动车是刻不容缓的。
动力型蓄电池进步很快，在2008年北京的奥运会和残奥会上，我们资助研发的595辆新能源车辆，其中电动车占了大部分，尤其是在会上有55辆大客车是锰酸锂和磷酸铁锂为正极的动力型锂电池。现在北京、杭州、上海等城市进行纯电动车公交车的行驶，电池的能量、寿命、性价比在不断提高。电池的技术还在不断地进步，材料的纳米化，提高比功率，国产隔膜出来了，价格比较低，电池生产向半自动化前进，可靠性、一致性都在提高。电源的管理和控制系统改进提高了安全性和循环寿命，所以在我们国家动力锂电池大发展的条件已经基本具备，现在国内外纷纷投巨资于动力锂离子电池。
第二，哪一种电动车应该优先发展？客车、轿车、自行车、摩托车都应该电动化，纯电动自行车在压制之下自发地蓬勃发展，什么叫“压制”，就是不让上牌照的情况下自发发展起来了，现在全国是每年1900万辆电动自行的产量，全国拥有量已经接近1亿。在这么大好的形势之下，现在电动自行车已经能够上路，很多城市已经开禁了。摩托车的电动化已经启动，正在有序地推进，但是汽车选择什么样的车种优先发展还有着不同的认识和估计。
现在有四种电动车，一种是油电混合车，实际上是用油，省油不多，价格不低，因为他有量套东西。在西方国家有强大的油机车工业，扔不得。所以在油机车的基础上加强电动的系统。现在我国的油电混合电动公交车比同类型的公交车要贵得多，所以油电混合电动车也只是目前作为一个过渡性的一个车种来发展。
第二是外充电式的混合电动车，这是美国提出来的plug—in。这种车是在停止的时候可以充电，行驶当中可以用油来辅助电动，它是两个系统，结构很复杂控制系统也很复杂，所以价格比较贵。这两种混合电动车在动力电池比能量没有大幅度提高之前，对于长途行驶这种过渡性的车种还是有它的价值。
第三种是燃料电池电动车，美国的“氢经济”论造成了错觉和误解，燃料电池在近期、中期不可能大发展，不可能大发展的理由是价格贵、第二是系统复杂维护困难，第三是寿命不够长，第四是氢的储运有难题，第五是电、氢、电转换效率低，最后一个是铂的资源不够用，一辆车至少要有20克铂，而我们国家年产只有4吨的铂。其他的化工和手工都不用的话，也只能够解决80万辆的车种，所以我比较成“黄金宝剑”非常显亮，但是中看不中用。远期来看这个技术要怎么发展，要看上面讲的六个问题解决得如何。
第四种是纯电动车，我觉得应该优先发展，他不用油适合我国缺油的国情，8—13度电可以行驶百公里，比亚迪他的车是15—16度电行驶100公里。另外是结构简单，无油路、水陆、气路，使用维修方便，节省材料和能量。
锂离子电池突出了纯电动车的优势，既可以按照美、坐车的理念发展高档车，更要按照中国的国情和新的理念来发展普及车。最近出现一种双充式的纯电动车这也是很值得注意的一种纯电动车。纯电动车可以替代的油我简单算了一下账，每辆轿车充电7个小时得14度电可以行驶一百多公里，可以顶替10升油，按照这样的话1千万辆轿车每天可以省下10万吨汽油，一年就是3600万吨，如果公交车也是用纯电动车也能够省这么多的油，还有其他的一些车辆，加上电动自行车、电动摩托车、未来每年在我们国家用电来代替亿吨油是完全有可能的。
第三，“电动技术产业”的概念。以电动车的生产、运行为核心的高技术产业群，这样的一个产业群包括电动车、电动机、电控系统，动力电池、电源管理、能量回收，还有正极材料、负极材料、电解液、膜的制作工艺。还有电池回收、电池复用、资源再生，最后油供电系统、充电设施、充电服务。整个这样的一个电动汽车的产业年产500万辆占了现在国家的一半左右，产值达到了1万亿，维持几千万辆电动车的运行，也产生了上千亿。可以设想一个发展的路线图，2010、2015、2020、2030年可以有不同的产量和保有量。
关于锂资源的问题，因为要大量地发展电动车，锂的消化量很大，根据郑院士提供的资料，我们现在已经查勘的锂的储量已经计算是383万吨，主要在四川、江西、新疆、河南、青海、政府这些地方，特别是青海。383万吨锂相当于碳酸锂2千多万吨，如果轿车以每年6万吨消耗碳酸锂的销量的话，可以用300多年。最近江西宜春原来勘探的储量是23万吨，最近这几年的工作已经探明了110万吨，是一个非常大的储量。另外锂电池里面的锂可以回收再用，还有海水里面含有非常大量的锂，虽然海水锂的溶度不是很高，每升0.15克，但是整个海水量很大，今后可以把这个锂综合利用在聚电反应发电。
我们电池是电动技术产业的核心产品，价格要不断地降低，每1度电2000元，寿命2000次以上，这样电池的折旧费很便宜，行驶的消耗每一公里大概只需要1钱，这样比汽车的消耗低得多。第四“电动技术产业”的路径，中国怎么样发展还是一个探索的问题，“十一”我们搞“三纵三横”的把燃料电池作为重点发展。“十一五”提出“十城千辆”以混合电动车为主，采取的办法是“先难后易先大后小”，“十二五”到底应该怎么走？
动力电池市场如何培育？因为动力电池要做大做强才能够降低价格，但是谁来买？政府怎么样出台一些有益的政策。
如何解决用户的顾虑？用户能够放心买车才能形成市场，用户的担心是车的价格高、维修部方便、电池寿命短、充电有困难。所以牵涉到电池组的运营模式，这是各方面利益的焦点。
提出了一些思考，第一个问题，我们国家的纯电动车应该先做微小型的四轮车、电动摩托车，应该先小后大、易后难、先低后高，要吸取电动自行车的教训，政府要引导、鼓励和帮助，这样才能在耗电少、电池少的上面这些小车上面做成价格比较低的车子，和我们国家当前的消费水平相当，使群众能的买得起，这样用户才能多。同时电池厂的风险也会比较小。
集团用车电动化也很利，出租车、机构用车这样可以发展快、节油、减排的潜力大，而且电池可以集中管理、集中充电，另外是摩托车应该加速电动化，他数量太大了，污染很严重，耗油大，所以节能箭牌的潜力很大。
电从何除来？直接用电网的“谷电”，电网8亿千瓦，夜间“积压”一半，用力充电的时候是为他们分散这个峰谷，如果用1亿千瓦充电可以给2千万辆的电动车充电，不用增加发电的设备。还有风电，我们国家很多的是夜里风大白天风小，夜里的电网确实是不欢迎这样的电，所以能够用来给电动车充电。核电，他要求态运行，功率不能调的，夜里核电也是过剩的。所以用电动车通过夜里充电，实际上是用掉了核电和风电，而不是增加了煤的消耗。
电池组的“延寿”与降价，目前成本下降的关键还是在材料，电池的寿命如果过长，他的设计使用的成本也是降低的，我们这里举了一个离子，如果一辆公交车电池是需要200度电，行驶200公里，电池的单价差不多是3千块钱一度电，总价格在60万。所以循环寿命1千次，可以行驶20万公里，每公里的成本是3块，这样可以和现在用油的成本差不了多少。所以循环寿命非常重要，这里指的“循环寿命”是指电池组而不是单节电池，现在这个问题一定要说清楚，我也希望我们的企业能够不要单指电池的单体寿命，而是要考虑电池组的寿命。
电池组的寿命包括电池的一致性，电源管理系统，这是电池厂的问题。还有电池怎么样正确的充电、合理的使用，这是车主的问题。怎么把这几方面的责任能够统一起来，尤其是充电的责任现在应该谁来负责？所以有一个创新的机制是组成一个充电的运营公司，买车的他人不买电池，而是租换电池，由电池厂、电网、车场组成运营公司，这在江苏无锡对于电动自行车已经在这样做了，据说效果还是不错的。是不是这样的一个模式是不是可以运用到电动汽车的发展上来。有关方能够负起责任，同时政府给什么样的政策来鼓励。另外也可以由用户自己充电，停车场充电多种方式互补、竞争。
第五，扶植“电动技术产业”的政策。这个政策非常重要，政府要规划一个电动汽车产业的发展来加大领导，加大优惠力度鼓励动力电池企业出产优秀的电池。要普及电费的分时计价，并且拉开峰谷电价的差距，要发展多种方便用户的充电服务，电力部门应该参与。不断深化燃油的税费改革，大力“限油”，我们国家现在的油还是很便宜的。政府想要振兴汽车产业，我觉得应该主要考虑内资的电动汽车，而不是要给国营汽车，他们已经很有市场了。
谢谢大家！
主持人：有没有问题？
【现场提问】杨老师您好！刚才您谈到了应该鼓励发展纯电动车，我有一个问题，刚才您谈到的锂资源可以用到330多年，我想问一下发展纯电动车您认为除了锂资源之外其他的资源是怎样的？我们知道做动力电池还需要其他的材料做，这些资源的枯竭度是否比石油慢？第二，纯动力电池我们需要晚上充电，我们知道目前的大中城市处于相对缺电的状态，我们更多地要提倡太阳能和风电，但是目前更多地是用水和煤发电。动力电池解决了汽车在路上行驶的污染问题，如果捧到纯动力电池的话我们在能源上巨大的消耗，比如做一些石墨化的材料和其他的能源的消耗，这些所带来的污染问题您认为比汽车在路上跑带来的污染问题要小吗？谢谢！
杨裕生：你的第一个问题是关于除了锂之外的其他的资源够不够的问题。根据我现在的理解，我们正极材料、负极材料、电解液这些资源都是比较丰富的，应该不成问题。第二个问题是关于其他的锂电池和使用过程当中是不是也造成很大的污染问题。这些污染当然是要治理的，不允许在发展产业当中产生污染，但是它是可以集中治理的，不像汽车满地跑排出来的二氧化碳等等他是很难治理的，污染的形式和治理的方式完全不可同日而语。
IEEE张正铭：锂电安全性及行业标准制定
以下为美国IEEE电池小组政府张正铭博士演讲的文字实录：
主持人：非常感谢中村宏博士的介绍！如果你有更多的问题可以在今天中午的时候我们会有一个圆桌论坛，大家可以再继续提问。下一位发言人是张正铭博士，他是美国Cegard公司副总裁技术总监，IEEE—P626电池小组，大家肯定都知道张正铭博士，他是一个名人，而且他得到了很多的奖项，他是联合国特邀的教授，很多的头衔我们就不再一一介绍了，欢迎张正铭的讲座！
张正铭：非常感谢政府先生，非常感谢大家的参与能够聆听我的讲话。我的PPT是用英文起草的，我用中文来讲，因为大部分的听众都是中国人，所以我用中文来讲。
在我讲之前我要谢谢我的那些成员，我们这个组织是做很多的很多的学术方面的研究，同时也制定很多的规范，实际上几乎所有的这些规范与电有关系的或者是电子有关系的，基本上都是由这个组织来进行规范化的。我参加了锂电的规范，在那里管电池方面的。
首先表示一下我的感谢，首先是IEEEorg，还有戴尔、HP、苹果、IBM、英特尔，还有一个比较重要的是BAJ，日本的电池协会给我们提供大量的支持和数据，给我们提供了很多演讲内容部分，这里面有三洋、PEC就是过去的MBI，还有索尼，这三家公司是主要的，在中国有ATL、BYD、Lishen、BAK、Moli，南政府有SDI、LG—Chem，同时还要感谢一我下的同事。
言归正传，这是我们的公司Polypore，有三个不同的名字，Membrana主要是做医疗器械方面的，比如肾透析的那些东西，还有是心脏开刀的时候要有暂时的心脏和肺，那个东西也都是我们生产的。Daramic主要是做铅酸锌电池的隔膜的，还有一个是主要是做锂电隔膜的。我们的锂电池越来越大，能量越来越高，还有功率越来高。分量条路走，就是锂电的发展方向，一个是继续往高能量走，一个方向是往高的功率走的。这就是我们面对的现实（PPT），我们怎么样去对付Challenges，有人讲Lowcost是最大的Challenges，我认为最大的是Safely，刚刚三洋讲的很好EnergyDensity怎么样提高，还有PowerDensity也是我们要考虑的。我今天要讲的主题是Safely，主要是跟设计有关的，以后才是Materilas，还有System，我们考虑一个电池是一个系统的行为，我这里主要是讲P1625，这些东西是一个系统。
我要讲的内容系PPT上的，一个电池的安全性从什么来考虑？是一个系统，电池是其中一个小的部分，电池里面这些东西是安全性的一个部分而已，所谓电池的安全性我们经常讲的现在讨论的是Cells的安全性，这个Cells其实合整个过程链在一起的，不光是Cells，还有Pack of Module，通过BMO和计算机的设计，还有Power supply，这个整个是一个体系，讨论安全性我们讲的是一个体系，我今天着重讲Cells的安全性，不是讲体系的安全性。1625我会讲得很多很多。
我要讲的目录是有几点（PPT），大家都看见过这个相片就是电池炸了，锂电池经常炸，现在炸得越来越少了，好事情。这是飞机炸了（见图），运输的汽车也炸了（见图），电池是18650的，这是电动工具也一样炸。一般来说，所谓的安全性我们分成两类，其实这两类是紧密联系在一起的，一个是内部短路，一个是高表表面积的短路。电池上法律上比较安全的一些词来描述，法律上有讲究的。这里要讲的是这个Stability和很多的有关系，内部短路的时候有没有Max Power。另外一点是高比表面积的锂金属的析出，这个肯定是一个不稳定的产物，非常不稳定，非常容易出毛病。这里就是我们的思路（PPT），怎么样去思考这个问题。这是讲的内部短路，我经常讲这句话，你把很高容量聚集在很小的体积范围里面，这就是高能量的装置，高能量的装置把能量很快速度放出来的时候这就是炸弹，大量的能量在很短的时间里面把它放出来。如果以控制的电的形式放出来是什么呢？就是电池。当时我想我是做数学模型的，我们在想这个东西到底怎么去解决这个爆炸的问题？怎么去探索这个爆炸的问题？当时就在想，一个是快、一个是慢，和时间也是有关系的。从这个角度来讲Energy和时间相处就是Power，Power怎么样达到最大值呢？这有一个很简单的图一个是内部短路的点，电池本身有一个内阻，这是一个很复杂的内阻，大家可以算一下，当这两个电阻相等的时候你会得到Max Power，如果其中一个电阻很小的话，如果两个电阻不平衡的话Power不会达到Max。怎么样解决这个问题呢？建立一个数学的模型，这里是我们要建立的数学模型，这个数学模型包括Diffs等等，温度的变化，温度辐射场的变化所有的这些都放在这里就是和复杂的，一般的计算机是受不了的。这样的话我们就建立起一个模型怎么去解这个方程呢？用有限源分析法，解决完以后按照数据去比较，就可以验证我这个是错的还是坏的。
讲到前面一大堆的内阻，阳极里面有业态的扩散性的，我们是多孔电极，大家知道在阳极里面有SER，还有Charge Transfer，还有Solid Diffusion，阴极也可以用同样的方法来表示，这都可以用数学的方式表达出来，难的是什么？热的传导。这些东西都加进去方程就越来越复杂了，但是这个确实能够代表一个体系。考虑锂电子电池Cells的角度来讲，你要把他作为一个体系来考虑，单独的一个电极他的行为可能不会造成安全方面的隐患，而是这个体系会造成一些问题。
这是一开始我们算出来的图，怎么样能够达到Max Power，这里最危险的是第一条线，这三秒钟之内就达到2500W/g，是非常的，如果他的短路点是0.1个。第二是用高比表面去看，第三种往往是大家忽略不计的，就是里金属和普通的炭像接触，也会产生的，如果真正做电池用X光这种方法去做电池，检测内部短路以后会发生什么样的情况，你经常可以观察到这种蓝线的情况，一开始是平平稳稳的，突然间电池就爆炸起火的。其他的几种短路行为很安全的，比如阴极和阳极接触，只要是炭表面积很大的问题的，还有铝箔和铜箔之间的接触也没有很大的关系，还有铜箔和阴极之间的短路也没有问题。我们一开始算出来而且看看这个短路的形式。这是把整个图写出来，说明这三种情况是危险的情况，底下的这几种内部短路是没有事情的。刚才我说了这种短路是固定一个面积让他进行短路，我们面积进行变化，这种短路的效应是什么样的呢？他不一样的，他在变，短路的面积约大，不见得是越危险的，短路的面积约小也不见得是最危险的，刚才说的当外部短路的电阻和内部的电阻相等的时候才是一个最大值。
这里有这样的一个曲线比如0.1毫米到25毫米，最危险的可能是5毫米的短路面积。这是我们用数学模型的方法进行了动态的计算，也就是说这些曲线是随着这样的一个假设，凡是温度达到140度以后隔膜就溶解了，这个孔很小的短路点慢慢会变大，短路的面积不断地在增大，这个体系的Power会怎么样？这里假设的是阴极和阳极之间的短路，从这张图上可以看出来几乎任意一个情况都是不危险的，都不危险。这个时间很短，阴极和阳极之间的短路，只要阴极和阳极做得好的话一般没有问题的。这是方块形的电池，结论是一样的。总结一下，也就是说内部短路的面积小是比较好，但是大一点也不是问题，如果全部都短路了非常好，电池非常安全。无论是动态的还是非动态的，这个就是结论。
有了短路怎么办？电池会不会转？不见得。因为短路在那一定上，那一点温度很高，怕的是什么？一点上的短路不怕，怕的是Propagation，这是用激光做的实验，这个是在美国做的实验，一点上的激光打上去了以后进行Propagation，这个Propagation是什么引起的？热传导，一个颗粒到另外一个颗粒，从一个区域到另外一个区域，我们可以看出来lic6都是10W/m—K，阴极是氧化物不是很好的导热体，所以他传输热量的能力非常低是0.3W/m—k，这里说明什么问题呢？也就是说Propagation一旦要发生往往是在阳极上发生的，在炭电极上发生的。怎么去解释具体的现象呢？这里就是一个综合的图，也就是说一般的内部短路会产生短路都通过这种模式，只不过是电池发热不会起火，如果阳极不太好，如果有Propagation的话也可能引起ArodePropagation，有的时候能够引起Thermal Runaway，如果是Cathode的话我们叫火上浇油，再加一点氧的话会更厉害。
现在回头来讲怎么样解决Propagation的问题，大家知道炭的热传导是多少？其实炭的热创导三维空间中XYZ方向是不一样的，ABC方向是不一样的，C方向炭的方向是最低的2W/m—K，但是在AB的方向是400W/m—K，SEL不会像炭导电那么快，如果有一定固话物质的话会在AB方向大大阻止热传导，C轴方向没有大问题。这个是数学的模拟方法。进行计算，第一种情况假设正常的炭电极最高温度可以达到多少，1661K，但是如果我在一个方向也就是说你经常看到阳极上面涂上一层氧化铝，其实就是把C轴方向的传导热给阻住了，这样看起来可能会好多了，同一个坐标最大的温度是653K，如果我用比较新的方法，我可以做到0.5W/m—K的情况对这个传导进行，这个温度是318K。另外还要再讲细一点，把这个坐标变一下，刚才那个坐标看不出来怎么回事。XYZ都是10W的时候整个热传导非常快，非常容易产生爆炸起火。涂了氧化铝以后一般来说安全得多，但是根本不解决问题，还是会热传导，即便涂了氧化铝在炭电极上电池还是会炸，大家会看到这个问题。因为在XY方向还是有Propagation。如果你这个做得好最好的是0.35W/m—K，这个根本不可能产生Propagation的，这种是非常安全的，你把电池一打开一看上面有一个黑点。
总结一下，这就是一般现在现代的比较高级的电池设计，就能够做到internalShort变成SopotHeat，能够堵住，大家知道三星做了很多的Cathode磷酸铝、三氧化二铝。大家经常有一点误导，感觉这个大多数的化学容量，但是大多数是电化学反应产生的，尤其是内部短路的时候，内部短路的时候大部分是电流通过的过程，通过以后是从炭上面拉出来跑到阴极上面去了，阴极上面铝越多越稳定，炭电极上面铝越多越稳定，这是一个稳定的关系。如果接触内部的电阻短路越小他的电阻越高，大的贡献越大，化学反应产生的贡献越来越小。我要讲一下这里面的关系，这是一个很好的工具研究体系的关系，体系的设计。
我总结一下，第一，一般的电池设计不要有铝和LIC6 or simplyC6，还有Reduction of thermal Propagation，其中有一点SEL formation是一个很好的改善，还有的就是用这种特别的方法agiog need advan等等来做的，这是一个数据的表格，这样我们会得出来Operating Region，比如电池O度以下不能充放电，25度的时候0.7C或者是0.72C，最高充电是4.25V，这个东西其实我们刚才三洋的讲了有一个结构的稳定性，其实这些数据我们怎么来的呢？是这些公司他们在生产线上随即地去抓各种各样的样品，五个电池一组进行实验。有很多很多的电池，包括钴的锂锰氧的NCM的都包括在里面的，最后得出的结论是4.25V是最高的充电电压。对于今天来说是不现实了，我们在制定规范的时候对于大多数的生产厂商来说这是非常重要的。还有另外一部分是我们的用户设计这个电池的Power和这个电池的体系的时候能够控制他们的标准，比如O度以下不让充电，-10度的时候最多只能够0.2C充电。在充电的过程当中大家都知道这个体系会激化，这是Capacity，激化就是阴极电位往下跑，阳极电位往上跑，这有可能会产生离金属的析出，一种是光滑的锂金属，一种是高比表面积的锂金属，高比表面积的锂金属的析出是非常害怕的。对于这种复杂的体系我们能不能观察到锂金属的析出呢？很难的，顺杆的过程就跑了，尤其是光滑的锂金属和锂碳结合的时候找不到，我们有一些数学的模型来解决，还有一些浓度的分布，理论上算出来在哪些情况下会得到锂金属的析出，我是我从三洋索尼得到的一些数据是一致的。这是一些实验的数据，这是一些没有锂金属析出的数据。
怎么样避免锂金属的析出，Anode，有业态的也有固态的，讲到底固态最重要，Diffusion Coefficient很重要，日本有一些很好地制造炭的公司，他不是解决Diffusion Coefficient的问题，而是解决Diffusion Length的问题。这是一个锂金属析出的最大电流，一般的情况下常温的扩散系数是10的-10次方，中间有一个数字是75.57，我如果把SER膜增加了10倍，结果是没有什么变化。再变化多一点，0.01一直到0.001SEL没有什么影响，说明什么问题？SEL的厚度对于炭电极的放电和充电计划贡献不大，贡献大的是什么呢？Diffusion Coefficient，还有一个所谓的颗粒的直径就是说明Diffusion Length很重要可以用很小的颗粒很高的充放电，但是很不安全。既要他充放电很快，同时又要求他的Diffusion Length很小。
电极是一个复杂的体系，阴极和阳极是互相联系的，不是一个个单独的体系，阴极的行为能够影响阳极的体系，他们相互之间是有联系的，在这种情况下联系是比较小的。但是在这种情况下颗粒直径比较大的时候，阳极直径比较大的时候这个时候相互的关联是非常强的，他们通过电解液的形式联系起来的，电解液当中要传输离子。
最后一项，电阻很小的时候对电池没有什么影响，1欧姆和2欧姆，下面没有什么变化，变成4欧姆的时候变化很多，说明什么问题？说明他有一个最大的值，如果一但过了最大值这可能有一个瓶颈，也会影响锂金属的析出。这个是隔膜被氧化，隔膜被氧化也会导致锂金属的析出。我们最好的办法是解决什么呢？最好的办法是解决Length的问题。我就讲到这儿，谢谢大家！
专题讨论一：如何确保动力锂电的安全性
以下为“如何确保动力锂电的安全性”专题讨论的文字实录：
主持人：现在进行专家讨论，会邀请我们的专家到讲台上来，第一位是克劳斯勃兰特博士，第二位是中村宏教授，第三位是张正铭，第四位是阳如坤，还有贝特瑞的岳敏，还有博士，还有杨晓青，还有曹建华，还有高原来自于FFC，还有姜俊伟，还有赵淑宏，还有白侯善先生。我们今天讨论的题目是《锂电的安全性》，这对锂电来说好像是一个永恒课题，在安全性总是有很多令人担忧的事情。想请各位上来提一些安全性方面的见解。然后下面有什么问题的话可以举手，也可以点名要求上面的嘉宾哪一位回答你们的问题。
我先提一个问题问一下中村宏博士，因为材料是非常好的，很高容量的材料，但是我并不认为是很不够安全，您觉得您的材料有多安全呢？
中村宏：这种材料我今天早上跟大家分享了一下，比如说热稳定性确实不是很好，有一些。另外我们正在解决这个热稳定性的问题，有一些怎么样来改善材料的特性，不仅是这个化学成份，还有形态方面、还有其他方面的改进。目前确实做得不是很理想，但是我们相信肯定是会克服的。我想评论的就是容量要更高的话你可能需要想的话就更多了。
主持人：听起来非常好，非常鼓舞人心，这样让我们有一个希望，将来可以得到高能量也可以高安全。下面邀请下面一位发言人。
嘉宾：大家早上好！我会用中文来说。对于安全新来说，我觉得我比较赞成约翰做的PPT，我觉得电池是两个方面，一个是材料，一个是设计。材料本身的安全性就像中村宏说的材料的本身安全性用DNC和ARC非常好，他是研究电解材料和材料在不同情况下的安全性。但是对于电池的安全性不仅仅考虑材料的安全性，更重要的是考虑这一个体系的设计。举一个离子，我加拿大我以前的导师我得很好，他研究材料的安全性研究得非常好，包括各种各样的材料，现在国际上有一种硅和硒的负极做得容量非常好，硅和硒的电池对于安全是非常好的，这个电池的本身能量密度高了材料很稳定，但是有一些电池也不是很高的，我们做过实验3.5安时的18650像火焰一样可以持续4.5，但是2.2安时，火焰只能够持续10秒钟。我用英语总结一下，刚才我提到了电池的安全，其中一个就是材料，不材料的稳定性非常重要，阴阳极还有电解质，DNC和ARC都是非常好的一种工具来计算阴阳极的材料和导热，非常好。来计算材料的热稳定在不同的电压下，在不同的温度下。张博士刚才也讲得非常好，他们来研究电池系统整个的安全性和他的稳定性、热稳定性，非常重要，因为他既有材料还有电池的设计、阴阳极，如何去安排它们，怎么样去排放。因为刚才张博士有数据表明，比如说对于三层的这种石墨，我们可以看到这种ABC三个轴，C轴的非常少，如果说你阻隔的AB轴的导热光是C轴会非常安全。中村宏和张先生都谈到了这个材料还有整个系统的设计都要关乎安全。
嘉宾：我非常同意刚才说的安全性一个与材料有关，一个与设计有关，同时又一个很重要的因素，就是怎么样去制造它？制造过程有没有关系？如果你有最好的材料最好的设计，如果制造的时候搞短路了，这个电池还是会不安全。
主持人：我想你们肯定介绍给我们是最安全的电池，给我们讲一下。
托斯顿：我是Phostech的CEO，我在这里就是在推广我们的磷酸铁锂，这是未来的一个阳极材料，我同意刚才所说的，因为现在有一个趋势就是要更高的能量密度及这种能量密度越高电池会越来越热，而且结构越来越高，怎么样控制它改善我们的材料是一个问题。磷酸铁锂能量密度并不是非常好，但是它非常稳定，他是可用的这种密度，并不是特别高。今天下午我会跟大家讲得更多更细一些。因为我们这种能量的密度基本上是我们可以用的，磷酸铁锂它有不可比拟的优势，并不为他本身的内燃进行继续供能量，所以它是很安全的。
克劳斯勃兰特：大家好！我是各个公司GAIA的总经理，我们非常关心锂电池的生产和安全，我同意刚刚所说的，我们有时候要放弃一点能量的密度确保这个系统的安全，能够若它达到10—20千瓦时的使用，来达到40、50安培小时。我们的系统安全跟我们选择材料有关系，刚才我们提到了怎么去管理电池，比如说其中有100个电芯，电热的管理，在这种大电池组当中怎么样去管理，还有上网本电池当中怎么样去管理，这些都是关乎安全，这些都要求每一个电芯它的电子系统都是分离的、电镀的。很重要的一点就是我们要考讨论到热传导，电芯之间不要进行这种热传导会导致这种失败，最后会形成灾难性的失败或者是失误。我们可能可以遏制一个单独的电芯的危险，但是却不能控制电芯与电芯之间的热传导导致的失败。我们上网本用的这种电池也不能用在大的电池组当中，因为到600电压的时候它就会伤害每一个电池。我们现在要遇到很多的挑战，我们公司已经做好准备来去生产这种更安全的大型的电池，所以我们也要做很多的调查和研发，无论是在电芯水平，也在我们整个的系统水平，这是一个很大的挑战。
嘉宾：我非常同意刚才所讲的，尤其是张博士所讲的这种安全问题。从系统的角度来看这个安全是很重要的，还有刚才毛博士提到的这种生产过程当中要关注安全。我要谈一点是从材料的这种基本的研究来谈我的想法。我想因为我是在这方面专攻的，所以我有发言权，反则我就没有发言权了。因为有不同水平的方法，因为我们有一种整合的方法是从材料的整合角度来看的，哪一种材料他从本质上就比其他的材料更安全？为什么他们有些会有热崩溃，有些就没有热失控？他把他们排一个序列，什么样的组合是最好的？因为没有任何的一种材料是完美的，我们必须看到他们怎么应对和这些系统阴极、阳极和这种电解质进行反应来决定哪种好、哪种稍次，我想材料是非常重要的一点，就安全来讲。比如说从系统角度来说，元件角度来说，还有其他的这种电子控制的方法来讲都是同样的很重要的方法来保证安全。
主持人：有更多的评语吗？
张正铭：虽然我不爱夸夸其谈，但是我还是有些要说，安全是一个很复杂的问题，我们谈论到这种系统、材料等等其他的问题，但是一个我们没有谈到的一个领域。我们需要达成共识，也就是加工的一些技术，尤其我们测试的这种方法论必须达成一致。你怎么能够确保实际操作过程电池不会爆炸？比如说我接受10PVB的这种水平，但是没有任何一种方法能够确保绝对的安全，但是我们需要安全，它是我们计算出来的通过建模计算出来的，但是你知道刚才毛先生等等都谈到了加工的过程，加工生产过程非常重要，我们提到了PVB的水平，不是系统本身就不安全，问题是出在制控当中。我们要谈论到我们的测试方法论或者是我们的标准、我们的规范。政府组织还有像这种联合国的组织，这种交通运输的组织部门、联盟，能源部门、中国信息产业部，他们都有相对于安全的一些规范和标准，使用这种非常有逻辑的科技的方法论来出台这方面的方法没有数据就不要谈。
嘉宾：我同意你们刚才说的的，我想加一点，现在锂电池它的设计生产的方法论都是从小型的可便携式一直到这种大型的这种电池，这是越来越难管理的。当然我们现在面临这种挑战，我们对这方面管理的要求就越来越高，我们鼓励人们更加创新，因为今天我们管理安全做出了很多的妥协或者是交换，我们又要保证安全、又要不去增加更多的成本和占地面积，这也是要面对现在解决这种大电池安全的问题也是一个挑战，所以我希望看到人们越来越多地创新，相互竞争来重新在设计上提供更多的选择来去进行这种阳极和阴极材料，我并不认为这是一个解决方案，我希望鼓励大家想得更多，更加能够集思广益跳出俗套去思考，去考虑使用什么样的阴极和阳极的材料，尤其是中国。
安全来说我们今天使用的是小电池，当我们做汽车电池的时候，汽车电池几个数量级，要达到这个安全，我觉得一个重要的是需要创新，我们今天达到的这种安全实际上是一种妥协。因为我们可以做的空间很小，有很多的约束。我们必须要考虑到能不能解除一些电池设计上的约束，这样我们在可需要的设计的材料选择的空间增大的情况下，我们才能从根本上解决大型电池的安全。如果只是用这种小型器械的电阻上解决大电池的安全，没有本质上的创新，我觉得是比较困难的，谢谢！
嘉宾：大家早上好！我是来自于贝特瑞。作为现在我们锂电池的发展确实面临着一个很大的机遇也有很多的挑战，在锂电池现在面临一个业务的拓展在动力电池的发展，对于安全性能是我们一个急需要要解决的问题，前面好多的专家和教授就这方面问题做了一些研究和汇报。因为电池最终的一个爆炸有可能是一个热点的产生和一些材料的损害，从这方面来说，作为我们贝特瑞作为一个材料的制造商，我们一直就这个问题希望在材料本身从一个电池安全性的源头去思考这个问题，如何解决电池安全性的问题，因为锂电池他是提供一个活性的物质，有人刚才提出这些材料有可能在氧的循环随着循环锂的脱离以后可能结构不会这么稳定，可能释放一些氧出来。我们希望从这些材料去克服，不断地通过一种制造工艺的改变，同时有可能是更多地解决这些正极材料上的缺陷，希望在正极上能够减少氧的释放同时保持它结构上的稳定。我们目前有很多的负极材料，更多的是因为锂跟炭的嵌入性也是非常相似。我们能不能在未来开发一种新的体系出来，锂跟炭的溶度高一点，他的界面反应膜更稳定，他结构稳定的东西在一个高容量，我们目前研究更多的是硒的金属和硅的金属做的替代，还有做一些类似的研究。我觉得作为一个安全性的问题的话，我们是希望从这个安全性的一个源头去找思路、找方法。
同时，一个电池的安全性是一个体系的问题，不管是从制作工艺做出来以后这个工艺是非常至关重要的，因为正负极怎么样去搭配，怎么样去组装，这是一个很重要的体系。后面的动力电池方面是一个系统，需要有一个自动化，需要一些混合体方面的结合，所以我觉得这个是应该需要更多的团队、更多的人去研究的一个东西。作为我们来说，我们希望从最终的材料本身能够提供一个很好的解决方法，在这边我今天上午学习到了很多，非常谢谢大家！
曹建华：我想表达一个观点，因为我以前在学习的时候我的专业是高能材料和政府*，我对爆炸有自己的理解，高的能量意味着不安全，我们锂电池一直不断地追求高的能量，也就意味着更不安全，好比一颗炸弹，炸药装的炸弹越多意味着爆炸的威力更大，但是我们看到这个炸弹其实很安全，我们在仓库里面放了十年、二十年也不会炸，制造过程当中也不会炸。只有在我们需要它炸的时候才会一定会炸，这是一个高的可靠性的要求。
我们做电池也是一样的，相当于能量越高爆炸威力会越大，但是威力越大并不意味着它一定会炸，这只是一个概率的问题。我们所要做的工作就是不断建立这种概率，希望从1PPM、PPPM或者是BM，1BM、1BBM，我们了锂电池离不开它，需要我们从材料到电池的设计、制造，以及锂电池的运行，包括了这个管理系统去克服一系列的困难，来实现他的安全性。大家每一个人都坐飞机，飞机已经离不开你的生活，因为他快捷、便利，但是飞机意味着什么呢？400多公里的速度、1万米的高空，这就是具有高能量的一个东西。从高空跌下以400、500多公里的速度撞击地球，大家想想这是一个什么样的后果？但是飞机很不安全，我们需要的就是一个从原材料、设计、制造到运行管理，整个一套系统的东西来建立它的不安全的概念。
白候善：大家好！我是来自北京的白候善，很有趣我们去年在这里也是讨论锂离子电池的安全问题，我们讨论的是小型锂电的安全问题。对于动力锂电我们确实认为我们今后面对的首要的一个问题是安全性的问题，关于动力的锂电要产业化也会有其他的一些问题，比如说它的容量、寿命、成本等等，的确是很多的涉及到安全性的问题，因为不这个话要产业化几乎是不可能的。在前面这些年限制动力电池的产业化首先的是一个安全的问题，近两年从业界来看，动力电池的产业化好像显得有些正在加快速度，好像这个问题已经不存在了，我们也没有听说谁生产的动力电池爆炸，刚才杨院士也提到了北京奥运会期间500多辆的电动汽车服务那么长时间也没有听说发生什么事故，似乎这个问题已经不存在了。
我个人认为动力电池从材料、从设计、从制造来看，这些问题已经基本上解决了，安全性可能在一般的情况下不是一个问题了。为什么今天这个会议还把它作为一个议题来讨论呢？我觉得这个安全的问题不是说你做一批电池甚至个别电池是安全的，而是说将来作为一个产业存在、作为一个行业存在，我们是信任它的，是可以使用它的。因为生命是最宝贵的，安全的问题通常威胁的是生命，它是非常宝贵的，即使是非常小的概率的事件也是不可接受的。我们说得更准确一些，对于动力电池的安全性的问题如何避免大规模生产以后不出现有危险的电池，我觉得这样可能更加准确一些。怎么样解决这个问题？在一般的技术设计问题解决以后，我觉得这个实际上是一个制程的问题，生产质量过程管理的问题，最近大家不再抱怨小型锂电的问题了，说话在业界、技术界、产业界这个问题已经解决了，对于动力电池的问题我相信只要这个问题通过一段时间学习的积累，这个问题也是一定能够解决的。但是我们的确要非常地重视它，在真正的产业化、规模化以后，如果出现一量次事故的话对我们这个产业链会形成一个非常大的影响。这就是我的观点，谢谢！
阳如坤：大家好我是来自吉阳阳如坤，我在这里很感谢组委会又把这个题目提出来，其实在这之前我有一个很大的顾虑，因为国家也在推这个事情，电动汽车也在不断地出来，很多的企业在迎风而上这个动力电池。我顾虑是什么呢？估计1—2年中国到处出现动力电池爆炸的时候对整个行业可能会有很大的影响，我再次提醒各位的老总上这个电池的时候一定要把安全放在第一位。
在制程方面我可能比较关注制程方面，我觉得制程很复杂，有一个关键控制住了对安全是很好的。第一是把原料控制住，第二是把水份控制住，第三是把生产安全控制主，第四把质量控制住，把这四各方面控制住和了以后对于动力电池制程安全性方面可能会稍微放心一点。
嘉宾：我觉得在中国有一个管理的问题，管理跟质量控制的问题，质量控制跟管理有很重要的联系，刚才张博士说到了锂跟负极接触是最容易爆炸的，我们要在上面贴一个胶带，这个胶带都说好了都要这么贴，结果到车间一看它是贴了胶带了，但是该贴的地方没有贴到，不该贴的地方贴了一大块，问题也出现了，没有人管，电池也跑出去了。这种情况也是经常发生。我认为要真正地把中国的电池做安全了，一个非常重要的问题是管理一定要到位，执行力一定要达到这个水平，否则的话刚才说你的设计怎么做也是很难做的，这是其一。
其二，刚刚杨总说得很对，我认为我们在中国还是要大力提倡自动化工厂，虽然我们中国的人力资源很丰富，但是我跟大家再提一下，人还是一个不可靠的因素，你们到生产线去查，早上5点钟的时候，假设我们是三班倒不停的，你早上5点钟到车间里面去看那是什么状况的，不是早上10点钟有外宾来参观、有总裁跟着来看的时候，早上5点钟到车间去看的时候那个时候是操作什么样的状况，那个时候的质量是不是能够保障呢？是我们刚才提到的PDDD的数量级，10亿个电池里面只允许有1个出事，早上半清醒的状态怎么样保证他在那个时候怎么样生产出可靠的产品和安全的问题。
主持人：他提了一个非常有意思的观点“人是不可靠的”，这是非常有意思的，现在可以让我们听众来提问了，如果大家有问题的话可以给他们提问。
【现场提问】刚才各位已经从材料、设计、制造都谈到了电池安全性的问题，我还想回到最原始的那个问题就是材料。我想问一下，因为在座各位已经有正极材料、负极材料、隔膜，独独缺少一个电解液的厂家。我想问一下涉及到这些材料方面，各位还有什么看法，从哪些途径提高我们这些材料的安全性，最终提高我们电池的安全性。
嘉宾：我们也是做正极材料的，刚才这个问题我试图回答一下。今天有几位专家的报告其实已经提到了，对于动力电池安全性的问题首要的可能还不是材料，第二位可能才是材料，首要的是电池的设计，刚才张教授也谈到了。动力电池发展到今天正极的材料我觉得已经能够满足动力电池安全性的需求了。在小型锂电上钴酸锂可以用的，动力电池上安全性要差一些，但是我们有更好的材料，它的安全性以及变得比较好了，比较能够满足这个要求。我们做正极材料的今后面对的问题是在大规模生产的时候怎么样保持这些材料的一致性，磷酸铁锂这些怎么样解决材料一致性的问题，我们材料将来的生产工艺、设备、整个管理系统要能够满足这个一致性的要求，这样从材料的角度动力电池安全性能够作出一定的贡献。这是我的看法，谢谢！
【现场提问】我觉得我们讨论安全的时候首先要知道不安全，要做出安全电池首先我们要能够做出不安全的电池。我觉得张先生说到了最根本的问题，就是他要找出我们不安全问题的根本。我们在莫里的时候做过研究，如何在电池充满的时候爆炸，或者是循环50次爆炸，我们做得比较有限，张博士在您的文章里面提到的很多东西跟我们非常类似，我想问一下你是否做过这样的类似实验，这个数据您有没有？第二个问题，刚才提到的大电池、小电池的问题，在Power这个问题上是否按照我以前的认为莫里电池不能做得太大，如果做得太大就会引起爆炸，各位专家是否能够同意我的意见。谢谢！
张正铭：问题是谈论到电池的安全，不仅仅是一个电池而且是电池循环当中的安全，今天绝大多数的安全测试都是用这种新的电池的测试，我知道这是一个问题，这也会导致很多的问题。大家实际上知道很多的现实当中发生的安全事故并不是说这种新电池，而是这种循环使用的电池，我们确实有很多的测试这种循环使用的电池。比如IEEE1625我们进行了100次的循环测试，所以我希望把这方面的测试继续推进。
另外，为了回答你的问题，我们怎么去选择这个测试？这个测试的结果有多大程度上是可靠的？比如说我们测试了安全，但是实际上这个电池还是爆炸了，你刚才谈到PPB、PPM等等，刚刚毛先生说过我们要加强制控，我们要控制什么？电池、加工过程、材料的选取，我们都要去选择、都要去控制，这是非常重要的一点。比如说在低于0度以下我们怎么办？那种情况下还想达到我们需要的倍率是非常难的。我想随着技术的改进，我们可以在很低温的时候加高压然后产生很高的容量倍率，但是我们并不鼓励你们在低温之下为这个电池充电，我是指的这个能量电池，并不是功率电池。
主持人：谢谢！我想我应该结束今天上午的议程，今天下午我们希望最好还是赶在13：30能够开会。谢谢大家的参与，今天下午见！
深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司李斌
以下为深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司研发部的项目经理李斌演讲的文字实录：
【主持人：毛焕宇】感谢托斯顿的精彩演讲。下面一位演讲人是深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司研发部的项目经理李斌。毕业于昆明理工大学05年一直从事锂电征服材料的研究开发，研究生期间曾承担了国家自然科学基金的项目、氧基纳米结构锂离子电池负极材料制备技术与表征和多元复合锂离子电池正极材料项目的研究和制备。欢迎李先生给我们作演讲。
【李斌】先生们、女士们下午好！非常荣幸有这个机会站在这里就我们纳米材料在锂电池的新应用发展在这里作一个简要的交流和分享。作为锂离子电池，在上个世纪90年代面世以来，经过我们20几年的一个发展，它取得了一个在各行各业的应用已经给我们的生活已经息息相关。主要从目前的技术发展和向高容量、高功率、高安全性的一个发展，所以说这方面对于我们的材料制造公司提出了更多的一些要求。就锂离子电池而言，它主要是由正负极材料、黏结剂、电解质等几大材料体系组成的，对于一个锂离子电池材料来说材料的制造工艺、材料的性能，对于锂离子电池当中起着至关重要的作用。
就目前来说，我们了解的一个信息，在目前的这种电池所采用的材料主要是一个是NCA、NCM和锰酸锂、磷酸铁锂等等，因为这个面临着现在锂离子电池不断地拓展，对材料的发展确实提出了一个很大的挑战。所以说目前对于锂离子电池的正负极材料应用的推出、研究、开发越来越广泛，就如现在正极材料目前开发比较多的一个是多元复合正极材料，还有其他的一些研究已经在世界的研究非常热门，这方面也取得了一些突破性的进展。负极材料方面，现在主要是一个LTO和硅基和硒基材料的研究发展和硒硅复合材料的一些发展。目前锂离子电池的应用逐渐由消费电子的应用推广到动力电池和一些卫星上的一些使用的电池，要满足这种现状的需要我们在材料上提出了一个更大的挑战和机遇，我们一直在寻找满足未来能源储备的一个材料储备的方向，我们在想我们的材料制造工艺路在何妨，其实一直就在我们的身边，如同锂离子电池面世以来，上世纪90年代，一个由IBM排列出这三个字幕以来开启了纳米技术的一个先河，随着20多年来纳米技术渗透到锂离子电池制备技术的发展，制备纳米纤维、纳米管、纳米粉体和纳米材料技术越来越成熟，我们说下一个锂离子电池的制备技术在哪，如何寻求锂离子电池材料的突破？目前我们贝特瑞从事了十几年的研究发现，利用一些纳米技术来制备材料的话它有一些特殊的很有异议的发现，能够解决目前出现的一些锂离子电池安全性能、循环寿命的一些问题。
大家现在也讨论得非常热的，现在因为锂离子电池的安全，负极材料由于它所采用的还是以石墨为主，也是涉及到一个安全的问题，跟电解液体系反应的时候，它有可能在表面材料形成一种膜，跟锂电的电位差不多的，跟膜不稳定的情况下造成一些爆炸，所以对负极材料的研究越来越热，这在我们的公司做了几年的研究，在硒硅做了一定的工作，锡合金跟锂反应形成7个不同项目的锂合金，在反应的过程当中会有不同程度的膨胀，会达到300%的体积的膨胀，目前的技术做成纳米的粉体或者是6级的粉体应用在材料当中的话，可能会造成在循环过程当中一个粉体的粉化，最终造成锂离子电池的失效。所以说这方面要解决一方面要满足一个现代高能量、高安全性电池的要求，同时也要克服这个材料本身的一个问题的情况下面，我们采取什么样的方法去克服这个困难呢？这是发表在08年一个先进材料上的一篇文章，可以说给了我们一个很好的思路。它是采用了一种液向的，开始用矽酸哪包覆氧化硅做成一个复合的球体，然后作出一个反应然后做出一个锡球的核心，然后通过做成一个表面层炭的包覆，可以看到他在100周的循环之下他的能量能够保持500毫安时每克，这个技术当时也给了我们一个方向，我们的锡基材料如何去克服它的一个面临的困难。
同样的，硅基材料具有每毫安时4千的容量发挥，但是它很容易造成一个材料的失效，这样采用目前的研究这是08年斯坦福的文章，他做成纳米硅线正式测试下他在一百周的循环能够保持1000左右。材料面临锡硅，大家不管如何对复合材料如何研究进入了一个白热化的竞争时代，希望找到更合适的一种方法克服目前锡硅材料的膨化问题。他膨胀是一种有效体积的膨胀，做成多孔体系的材料，他做成一个聚合物的形式，通过一种热处理的过程做成一种等大球的一种多孔的硅基材料，这个材料从理论上说，它主要是提供一个膨胀的空间，在一定的程度上在循环上能够缓解锂跟硅反应造成的焚化的作用。
有可能下一个负极材料，因为动力电池的氧化钛，他有很好的性能，他是一个0异变的材料，他的负载量比较低，我们可能需要大倍率地充放电，这可能跟他的通道、跟他的传输速度是有关的，通过这种做成一种纳米管的形式正极用高电位的锰组成了一个电极，碳酸锂有一个缺点是电位比较高，他可能是0.3左右，动力电池储能这一块给我们提供了一个方案，我们建太阳能一样的储能还是以铅酸电池为主。我们如何做到几千次的循环保持容量，这个设计是非常有意义，而且对材料的发展起到一个很好的启示。目前材料的体系不断地推陈出新。
也有镍锡本身的膨胀达到300%，能不能在我们的硅或者是锡里面植入一些副活性金属来减少它的膨胀和焚化的效果，目前也有人采取一种镍锡合金来做，镍本身是非活性的，它跟锂反应的时候能够反应成一个支持的网络，在一定的程度上能够抑制锂合金化带来的膨胀问题，通过一个纳米的技术把它做成一个纳米的粉体，一方面减少有效的体积膨胀。这个材料在测试也是发表在一个08年的一篇文献上，所以它取得的结果对我们很有启发。
这对我们来说是很有意义的一个事情，今年发表在Nature的一篇文章，是一个斯坦佛的教授做的，动力电池大倍率放电的情况之下，他的离子电导非常小的情况下如何扩散他的电的路径，他通过一个纳米做成纳米粉体，采用190情况下循环100的容量保持了一个120的容量，这突破了一个磷酸铁锂的局限。我们目前所了解的材料所看的话，我们如何去应对目前对锂离子电池需求的一个发展，如何去解决，从这上面看我们通过一些研究在纳米技术的一个成熟而植入到我们一个锂电池征服材料的制备过程当中，它可以在一定程度上给我们提供了一个很好的前景如何去克服。
所以说，我相信这需要大家的努力，不断地开拓，我相信纳米技术如果引入到我们的锂离子电池材料当中来的话，将给我们带来一个锂电池正极材料一个飞跃性的发展。
下面我简单介绍一下我们公司关于一个纳米材料的一个研究和开发的情况，目前我们公司主要分成量大块，一块是深圳区的公司，还有一个是在天津的公司，主要以动力电池开发为主的一个场所。这是我们一款新推出的新发展出来的研究路向，大家都知道在负极材料的续放过程当中会在表面形成一种SM，这个表面的形态如何控制，如何跟电解液的匹配更符合，同时在后期的循环保护会更安全、更稳定。我们采用的是球形石墨的情况下做一层包覆，然后采用一种处理方式做到在表面包覆一层纳米的非基石墨在里面，他一方面改变了跟电解液匹配的问题，这一款材料我们现在测试的结果是在一定的程度上提高它的循环能力，同时它在安全性方面得到了一个很大的改善。它在他的效率上也得到了一个很好的提高。目前这个能够做到355左右。
这是我们的另外款的一个负极材料的开发，大家都知道一个动力电池的发展，动力电池运用讲究一个大倍率，如何让更多的锂离子快速进入一个材料的合成反应，这个方式其实大家可以想一想很简单，你如何一个是把它的粉体做细，一个是通过它的一些孔在如何让更快速、更多地去反应。我们就采用一种纳米造孔的情况下，在一个球体上面植入一种聚合物、有机物，然后经过一个热处理，能够有效地在材料中间造孔，而在一定的程度上提高锂离子的嵌入通道，增加他的扩散途径。目前因为通过这样的一个改进，一方面提高了他的一个容量，在所有的容量上它能够做到360以上，它的效率能够做到90%。
所以对于我们来说一个负极材料的研究，目前大家都知道现在一个负极材料还是以石墨为主，要不然就是人造石墨，要不然就是天然石墨。如何研究一个单单的原子炭，谈本身在我们应用非常广、了解透，炭的本身是各种各样的，如何去了解这个。目前的技术我们现在能够做到一个球形化，在一定程度上提高了它的一个加工性能，同时它带来的是因为它表面的光滑，无论是对一个材料的发展来看，而且材料在反应的过程当中主要是跟一个界面的反应。所以我们的一个思路就是你如何改变它的界面，如何改变它的形貌来提高材料的应用。这就是我们针对负极材料做了两个不同角度采用纳米的思想，如何在这个处理负极材料的表面形貌跟他的表面性能这一块的一个初步的一些实验。
这是另外款正极材料的一个纳米材料的镶嵌材料，目前的一些动力材料本身有它的一些优越性，可能它由于它离子的稳定性和安全性，但是它的材料有一些本身的缺陷，比如电导率、电子传导率比较低，如何弥补一个材料的不足之处，我们需要采用一些更多的方式跟渠道如何去提高。所以我们通过一种目前采用的一个技术作为一种镶嵌，比如说你采用一种高导电的一种材料镶嵌在你的材料里面，或者说通过一种化学生长的方式随着你在材料过程当中让它更生更长，有效地弥补一个单材料的缺陷地方。我们一直在想，世界上任何的东西都不是完美的，都会有一个缺陷，我们要做的就是用两个的东西复合，不同的工艺去弥补各个材料的不足之处，希望做到1+1>2。这个材料的数据它在200周，大于85%的循环，他首先是采用一个液相做成了纳米的粉体，他的容量在150—165，这是通过一定纳米的制备改善了一个材料的形貌，同时改变了一个材料导电性能的这一块。
下面是我们一个N系的多元正极的材料，目前我们采用更多的是以钴酸锂或者是单纯的锰酸锂为主，这种材料他目前要应用在我们的动力电池方面一个是他的截止电压太低不安全，目前这些材料对这些材料的发展提出了更多不同的材料体系，比如多元、二元、三元的材料，比如N系的材料都取得了一定的成果和面世。我们通过液相的方式和前期的处理再控制一次材料的生长，再做一次孔的堆积，在一定的程度上首次放电容量可以达到160—165，效率能够大于89%。特别是它的循环性能上，因为通过改善它的颗粒度，以及它的形貌，在500周的循环依然还可以保持90%以上。这是一个简单的成品电池的测试结果，在350压实的情况下200周的容率保持率在97%以上。
大家非常关心动力电池的硬发展，我们公司在电池材料的研究经过了几十年的发展，我们如何应对、如何迎接这个挑战，如何去做，大家都知道目前的石墨他是一个单通道，他是承接一个锂的扩散，如何满足动力电池的高充高放、安全性的要求？目前采用的方向我们有量个工作，一个是CMB跟硬炭，你做成一个球以后它的表面是多通道的，它是四面八方锂离子的扩散的途径，这是一个动力电池应用非常有意思的地方，做成求的时候表面有多通道，克服了目前单纯的锂离子的嵌入。还有一个是他的硬炭方面的负极材料的发展，我们用的一个是人造的还有一个是天然的，硬碳有一些优越性它的原石墨化，非石墨化更容易在电力电池的应用和充放的稳定和安全。
我们大家都知道纳米材料本身具有一些特殊的物化性，体现在他的反应速度、电子输送和离子流的方面，因此将这种纳米技术植入到我们的锂离子电池当中来可以极大地提高材料的性能。但是纳米材料也有不同的应用方向，我们认为在一个纳米跟亚微米的情况下将是一个很好的发展方向，我相信在动力电池的材料制备上也是不例外的。但是我们同时要认识到纳米材料的不足之处，它并不是万能的，我们希望它带来更多的副反应的可能，我们希望将纳米材料体现一个用这种思想在一个材料的微观设计上用这些思想去设计他，他用的制造体现在材料微观技术提升锂离子电池材料的发展。谢谢我们的团队，也谢谢各位对我们贝特瑞的一如既往地支持。谢谢！
【现场提问】我问两个问题，第一个问题是你刚才介绍了很多非炭负极的一些情况，我不知道贝特瑞是不是也在做这方面的工作。第二个问题，你刚才已经提到了像硬碳的这些材料，你们有没有应用的实例？谢谢！
【李斌】这个方向是因为我们一个要面临未来的一个方向，这是我们的一个战略目标，一直在从事着一个开发。我们为什么要采用这样的一种思想？就是在我们研究开发中才发现这个问题的，为什么我们要用这种方法？我们做材料的话，在负极整个材料的加工工艺里面已经做得非常成熟，就是因为目前的技术不能满足于动力电池的发展，所以才发现通过这种文献来给我们一个启示，这也是我们一直在开发这种材料，而且在一定程度上已经取得了一些进展。
第二个问题，关于硬碳方面，确实在应用方面我们只是做一些产品的推广，有可能是一些大公司有跟我们合作的已经在测试，谢谢！
【主持人：毛焕宇】谢谢李斌经理的发言！克劳斯.勃兰特深度解读大巴用锂电技术
以下为锂电专家克劳斯.勃兰特博士演讲的文字实录：
【主持人：薛嘉渔】欢迎大家回到会场，现在也是时候要开始下午的论坛。下午我会把主持的麦克风交给毛博士，他是来自于比克，而且也是我们这次论坛的副政府。大家欢迎！
【主持人：毛焕宇】谢谢！今天下午的会议现在开始，下面有请克劳斯.勃兰特博士。下面开始今天下午的议题，我是来自于比克的，我姓毛，我是今天下午的主持，我叫毛焕宇。我们今天下午的第一位发言人是克劳斯.勃兰特博士。我认识克劳斯大概在18年以前，我读完博士以后第一份工作的时候，他当时是1991年是加拿大莫里公司的总裁，他是第一个跟我面谈的，所以我认识他比认识所有在座的人时间都长。根据他的阅历我们都已经看到了，他是1978年开始锂电生涯，可以说是我们地球上为数不多的几位顶级的锂电专家，时间最长、经验最丰富的，所以下面我们欢迎克劳斯给我们作演讲！
【克劳斯.勃兰特】女士们、先生们大家下午好！首先我想告诉大家我很高兴来到这里，我也很喜欢上午听到的内容，我也感谢组委会对我的邀请。我要讲的题目是《用于大巴运输技术的锂离子电池的技术要求》，我指的是电动汽车还有各种各样的电动汽车还有其他类型的电动车。首先我要介绍一下我工作的单位，在中国可能大家不是很了解它。然后我会介绍一下对于这种混合动力车和电力车对于电池的要求，以及对这种大型的锂离子电池的化学原料的选择，以及电池的设计和电池的尺寸，尤其是这种大电池组。我现在工作的公司有两个公司，一个是美国的锂电公司，另外一个是德国的GAIA公司，GAIA是LDC的一个自动化的一个公司，我们在美国总部是我们的市场营销总部，同样地我们在GAIA是一个相对来说比较小的一家公司，我们投资的是一种大的系统，但是我们在市场当中并不是最大的竞争者，但是我们的生产力如下，就像这张幻灯片显现的。我们最大的这种圆柱体的电池他是可以达到500安时，我们看一下对于这种混合动力车和电动车的要求，如图所示，基本上我们对电池的要求，比如说像电压还有功率以及可用的能量都是取决于我们使用的不同种类的这种汽车种类。
我们可以看到小型电池到大型电池在这种表上对于它各种功能的一种参数的要求，我们也看到如果继续在表上往下走，一直到我们这种全HEV和全电动汽车的话，你就可以看到这种电池通电的时候电压大过200V或者是400V，当你完全取决于这种充电的时候，这是一种高电压的时候，能够充更长的驾驶行程，并联和串联更多的这种小电池，用并联的方式会有一个越来越大的电池，我们要想去控制这种电池的性能，我们有很多的想法。可以用并联和串联的方式把小电池组成一个大的电池包。
安全实际上是我们最关心的，今天中午的时候圆桌论坛已经谈到了，可靠性也是一个非常重要的问题。可以说对于HEV的话，电池没有问题是没有问题如果用PHEV或者是EV的话如果在路上开车一下子没电了是没有办法启动车的，客户是没有办法接受的，所以客户希望得到很好的可靠的这种电池的供应。另外一个问题，我们要考虑到这种寿命，还有最少电池的寿命和汽车差不多，至少要10年以上的历程来讲这是一个合理的基带。从成本上来讲大家也要考虑到这个寿命的问题。现在我们看一下这个化学成份，大家知道有很多的阳极材料可供我们选择，钴酸锂LFP实际上是一个非常好的阳极的材料，大家比较喜欢采取这上面四种材料当中的两种。我的演讲之后大家可以进一步就这个进行探讨。还有MCA这种材料的应用。我们选择阳极材料的一个考虑是安全性，在完全充电当中如果温度提高的话，大部分的阳极材料在电解液当中会有一种强的放电的反应，会造成电池的热失控，大家可以看到这个例子。大家可以看到这个地方的温度MCA这种尖晶石锰酸锂可能会更好一些，在有限的温度下可能不会跟电解液进行反应，选择这种材料实际上可以用于大的系统，选择LFP，因为你可以避免一个重要的问题，就是安全问题，可以避免他跟电解液的反应。
看一下寿命，寿命也是我们考虑的主要问题。这方面我们做出了这方面的进步，我们看到很多人为此做出努来改善材料的质量，而且在设计方面也是如此，来控制制造流程、工艺等等。这里面我给大家举一些例子，红色的曲线是NCA，大家可以看一下这些寿命能够超过1千次，就是100%的深度放电的情况下，这个是很好的。NCA有很多的优势，它有更高的容量，而且PCC也有更好的容量，但是如果你要看一下使用这种材料的话，尤其在电动汽车当中这种寿命我们需要来考虑到其他方面的加上锂，这样可以把寿命提高20%。如果要实现跟LFP同样的寿命的话，NCA必须要降级20%，这样的话能够提高容量。再看一下NCA如果是80%的DOD的话，这个蓝色的曲线所体现的，这个LFP是绿色所体现的。因为NCA可以说他有很好的寿命，这样的话就可以补充这里面的能源密度的差异。
让我们再看一下电芯的设计，还有跟电芯的大小，刚才我也提到了我们的公司有这样的一个哲学理念，我们不能控制5千—6千的电芯不能同时控制这么大的电芯，我们尽可能地用并联来进行。好处就是大的这种电芯你可以降低互相的链接点，可以提高这种可靠性。但是你还要非常小心地考虑到电芯内部的控制也很重要，你要确保这种大的电芯当中的热梯度你要控制不要太大了，如果这个电芯太大的话，这样的话会降低寿命。
还有一点成本的权衡趋势也是很关键的，你可能会做一些小的电芯，很便宜，但是你要做更多的努力，然后来考虑整个的组装方面可能会更费劲，所以你要考虑到大电芯、小电芯你要看成本的选择。另外一个问题是圆柱电芯和这种方形电芯的比较，大家可以看一下从这个空间的利用来讲，我们发现圆柱的电芯实际上要比这种方形的电芯要好得多。我们再看一下高电流的这种电极柱，美国、欧洲正在积极推动这种倍率的要求是比较高的，所以你必须要降低这个电芯电的损失，所以你要有很大的电芯，然后你还要达到很高的倍率要求。比如说对这种PHEV的话，你需要来进行增成等等，需要大量的努力来关注这一方面，来降低电的损耗。
电芯层面的安全对于大的电池来讲还有额外的一些安全的要求，这是从整体上来介绍一下这种大的电芯，主要有两种化学的材料，有两种不同的设计。LTC代表的是大的电容量的设计。KG可以看到这种高的功率的输出来讲他实际上是很好的。
给大家举一个例子，这种高功率电芯的设计对于小的电芯的设计，这种电芯材料电芯设计可以允许高倍率地、持续地放电，可以降低电容的损耗，另外高倍率的这种LFP的电芯也显示出非常高的倍率，你可以看到1C到20C，在我们这种情况来讲储电能力要比其他的更低一些，从1C到20C来看，我们通过这种CAC是比较有好处的。
我们再看一下电芯的设计，我们有两种不同的设计，一个是高功率，一个是高能量。你看到两种设计之间还是有一些考虑和权衡取舍的，要看你的应用，竖轴是比能量，红轴是比功率，要考虑这两方面进行设计。可以说能量的密度也在图表当中反应出来了，就跟前面的图表一样，这种LFP实际上是一个非常好的可以运用于混合动力电力车当中，可以实现非常好的电容。
再看一下电池的系统，你不能控制锂电池的时候只控制一个单体的电池，你要控制整个系统，然后你要确保这里面任何一个单体的电池都要能够安全，否则的话你没有办法确保整个系统的安全。因为有一个电芯如果出现问题就会造成整个系统的安全受到损害。有了这种电池系统管理之后你就要能够确保控制这个温度，尽可能在整个电池系统当中统一。最后你也要注意，在功能来讲也要确保它能够处在一个健康态，尤其是在电芯当中，而且要考虑到它内部的电阻。电池管理系统可以控制充电器来确保充电是在基于好的条件下进行的，从而能够降低不安全的因素。
电池的冷却，如果你要建这种大电池的话，你对这种高功率的电池来讲，你们在表面上的体积变得非常快，所以你不能够用那种简单的冷却方法，我们在大部分的情况下都是一种内空气的循环冷却，一般来讲倍率比较低，这样的话我们就可以通过这种空气的类却对于一些高功率的电池可以进行冷却，确保液态的冷却，比如说HEV就要用液态的冷却来确保整个温度的一致性。
我们再看一下成本，今天在欧洲和美国对于大的锂电池的市场还不是那么乐观，对于我们的销售市场在美国在欧洲还是很小份额的，我们现在的成本来讲实际上是每KWH是350美元，这样的话就比每一个单位能量的成本高3倍。我们认为对大的锂电池是KWH是1千美元，一般来讲是350美元，这意味着大的锂电池是3倍，所以从长期来讲你要降低每单元能源的消耗量，从而降低这种成本，使它接近这种小的锂电池的成本。所以你未来用于民用的这种EV的成本要看你能不能降低这个成本。
这是美国做的一个研究，两年之前做的。我们可以看到在加利福尼亚做的一个实验，他们选择了来自于三个生产商的观点，看到研究这种大型锂离子电池的成本预测，我们可以看到那种大电池的成本有望下降，比小电池的成本下降得可能更快，如果生产能力更快的话，我们可以看到在这张图表上，如果说是按照这个每年兆瓦小时来算，这是纵轴，横轴是他的成本。
我们刚才说过了，我们要谈到这种大型锂离子电池来满足我们消费者的需求，我们已经向市场供应这种大型的锂离子电池，在欧美都有生产厂商使用我们这种产品3年之久了，给大家看几个例子，我们看一下这就是我们的电动车系统的电池。它是一个7吨载重的汽车，在欧洲的城市使用，他们一共能量内容达到43KWH，尺寸页显示出来了，这个汽车优良个不同的就是的这样一个电池系统，独自地来工作。这下面我们看到的名义电压是360V，最大的电压可以得到420V，从这上面你可以看到最大的充电电流是120A，并不是最大的非常强有力的电池，它持续的时间也不是很长。我们的电量仅仅是为于加速，这里边的成本在这个屏幕上的电池你可以看到电子监视器也可以提供一些汽车的信息，这些信息是为我们提供关于空气冷却系统的。
另外一个例子，我们这里边指的是为了汽车生产的，这种汽车是为了运送货物的货车，是由一个荷兰公司生产的。这是一个磷酸铁锂的电池，我们看到这是圆形电池，它可以把一系列的小电池进行并联，一共有180个小电池或者是电池单片。一共充电时间可以1—8小时，他的能量要求是150WH。对于欧洲城市来说这种要求或者是这种行程也已经组织机构，他的性能加速就是7秒钟从0—50公里，20秒钟是0—100公里，这对于这种欧洲城市来讲也足够了。我们希望这一种汽车会在荷兰生产而且明年也能够销售。对于这种车的用户基本上我们期望是欧洲的政府机构来购买他们。
我总结一下我刚才的内容，这种汽车的应用对于电池系统的应用，他是和我们这种商用电池的差别主要是重点放在安全和可靠性，而且要很高的能量。可靠性也很重要，对于这种全程的EV来说，重要的是要有一个很长的行程，而且你的这种功率以及它的功率密度、它的很长的使用寿命和比较低的成本都是很重要的，不仅我们要减少这种生产成本，而且要延长它的使用寿命，使它成为消费者能够接受的汽车。
对于汽车的设计和化学品的选择，从便携式产品、移动产品一直到电动汽车，我们都要选择适当的材料。比如说像磷酸铁锂很适合这种消费者产品的使用，它有两个主要的特点，刚才我们总结了它有很好的循环寿命，而且有非常安全的系统。在很大的电池包当中，这种小电池的串联虽然磷酸铁锂有比较低的能量比例，但是却可以通过系统来满足。谢谢！
【主持人：毛焕宇】大家今天都谈到了HEV和EV的问题，从您的观点来看，在欧洲的需求是怎么样的呢？对于直插式混合动力车和电动车，他们的需求有什么区别呢？我主要是指欧洲。
【克劳斯.勃兰特】在欧洲，很多时候很多人都会需要这种中程或者是混合动力车，如果你跟社区或者是政客说他们会寻求电动汽车，比如说是短程电动车。他们把HV认为它非常昂贵，成本太高。
【主持人：毛焕宇】在中国也是如此的，非常相近。
Phostech公司CEO莱斯.托斯顿
以下为加拿大Phostech公司CEO莱斯.托斯顿演讲的文字实录：
【主持人：毛焕宇】谢谢克劳斯，下面有请加拿大的Phostech公司CEO莱斯.托斯顿。他们在加拿大是做正极的磷酸铁锂材料。
【莱斯.托斯顿】非常感谢组委会邀请我来跟大家共享参与这次论坛，我想跟大家先介绍一下我们的公司以及展望一下未来。大部分的人都知道锂的托嵌要保护这种结构而且要保护这种体积，而且大家了解它的好处和不好的缺点，就是LFP的好处与不好，我们也看到有一些很好的优点，当然来讲也可以说它有好处，也有不好之处。
我们来看一下我们有这样的一个放电的曲线，大家可以看一下他是比较平的电压排放曲线，而且导电性确实是有一点点被牺牲掉了，所以这是我们需要来克服的。我们可以看一下磷酸铁锂确实是有一些非常独特的特性，我们要改进它这个特性，就是要改进它的这种导电性，用这种炭的沉积。在这种方法可以极大地提高它的导电性，这样的话我们就可以通过这种方式通过这种创新来改进它的不足之处。
我们刚才在上一个发言人那儿也看到了确实有不同的这种应用方式，从HEV、EV到PHEV，所以对电池的性能要求也不一样，你可以需要更高的功率，也可以需要更高的能量。我们要看一下这个程序和工艺有不同。比如说在左上边（PPT）是一种固态项的工艺，我们主要的是要关注的是把这种固态性的工艺在加拿大已经实现了工业化。还有这种润湿工艺，我们用水作为溶剂，这样的话就可以将所有的材料在溶剂里当中进行润湿，然后就可以改进它的性能，并且可以按照我们的需求来调整颗粒的大小，可以变成小的颗粒，从而提高它的功率。我们已经在德国就润湿工艺已经进行了商业化，我们还有一个另外的一种工艺，这是润湿工艺2，这是一个备用的，现在正在试点状态下。要检测一下是否能够进一步的商业化。另外一个非常有意思的工艺就是熔化的工艺，通过这种方法进行试点，然后可以按照我们的应用需求进行调节，当然这还是在实验阶段。对于商品化阶段我们可以看一下，大家可以从P2功率的极是一种纳米大小的，可以给我们提供较高的功率。在右边的是一种能量型的，现在我们这个功率要小，但是能量的密度要大。
我们在01年的时候开始了这种生产的活动，我们又创建了一个新的品牌名词LiFePower，代表磷酸铁锂，这是我们LiFePower的品牌，我们刚才提到了我们通过磷酸铁锂的生产工艺可以比传统的阳极材料更加稳定。我们刚才也说了，最好要避免的是电芯之间的热的扩散，所以你一定要控制这种不同电芯之间的热的扩散，所以你要控制温度的性能，对于这种消费品市场来讲，这一点是很重要的。
所以你最好给他们提供的时候不要给自己找麻烦，要召回产品，所以要控制好各种产品的因素。我们在魁北克第一个工厂每年的产量是500吨，在德国每年是200吨。我跟大家来介绍一下我们量种不同工艺之间的差别，其中的一个例子就是固项的工艺，大家可以看一下这个公式，它是非常简单的，就是混合、加热，也是一步的反应，成本也比较低。当然了，我们这里也有缺点，比如说他要看三钾铁离子的扩散，还有一些固态的反应的质量，还有一些不可复制的负效应，他的母料FP、FC的成本都比较高的，而且母料也不是那么好得到的。
我再举一个离子，第二个工艺是润湿工艺。好处是它的反应剂成本比较低，我们在液态项有完全的反应。我们在每一个步骤都可以很好地控制这种化学的纯度和质量的控制，还可以控制颗粒的大小、形态和纯度。这是做起来比较简单的，所以我们应该用这种工艺来生产。还有一点是一致性也非常著名，可以降低废品率，而且可以满足比较狭小的电芯的规格。我们还有运用于动力的应用，可以生产纳米大小的颗粒，当然也有不好之处，废物的回收程度比较高，耗资比较大，你需要比较大的设施来进行生产。我再给大家分享一个例子，就是熔化的工艺。同样它的好处是非常简单的，没有废水的产生，我们可以在1千摄氏度的时候可以得到快速完全的反应，我们有将固态、液态项的分离可以提高纯度，可以跟很多的商品的反应剂度是具有匹配性的，你可以用其他的可以替代的这种商品的反应剂。我们可以去替换，我们可以控制各种不同大小的颗粒，纳米颗粒还有其他的一些颗粒都可以来实现。可以实现传统的那种碾磨方法得到的那种纳米颗粒的大小。当然也有它的缺点，你需要要求微米和亚微米的颗粒。我们这个例子是你怎么样来进行熔铸，大家可以看一下我们在这个上面做熔铸的过程，我想给大家看一个录像片，怎么来进行熔铸的。
这两个商品化的LiFePower的产品将有什么区别呢？大家可以看一下它不同的分配情况，能量的解决方案。大家可以看一下紫色的是P1，绿色的是P2，这是他们的差别。我们对于所有的系统有一个问题就是要提高他的寿命，这就是给大家提供这样的一个例子，平的这种低F电芯，它是用FLP做阳极，它的寿命检测是在100%的充电态进行的在不同的温度下情况是怎样的，在电阻是45C、60C、72C他的不同的反应情况。这个数据是两个月之前推出的，大家可以看到当然还可以在此基础上进行进一步的提高，我刚才跟大家解释了我用量种不同的产品，也用不同的材料，如果是在DOD（完全放电）的情况下，如果你想实现跟FFP同样的寿命周期的话你必须对NCA来讲是降低80%，意味着它可以弥补在电芯层面上两种不同材料之间的这种能量的密度，这样我们可以尽可能地延长它的寿命，这是指NCA的材料。
大家看一下HEV、PHEV和EV之间的电池充电状态他的表现情况，你可以看到从HEV来讲，他的CS以及PHEV他的SPCD及EV的情况。在欧洲PHEV的发展要比EV更快一点，因为你在PHEV的应用要更多一点。
这里面你可以看到我们一些市场研发的产品，一个是泰国的，Microcar这是在泰国销售的小型车，在中间你可以看到是一个法国的合资企业生产的，后面还有一个意大利的设计公司，还有加拿大的公司bat Hium，可以使你有比较长的驾驶驾程。在右手边可以看到美国的公司，我们可以看到150—200的这种驾乘。
我想简单提一下我们磷酸铁锂的美名者就是John bannister Goodenough，他已经改变了我们磷酸铁锂的成份，几年前我们已经完成了这两个的申请，后面的一个在2012年的5月份就能够拿到它的IP。在全球都供应我们的产品，我们的客户遍布全球，刚才已经给大家提过了，它也在我不同的公司使用手到评估。这就是我们加拿大的团队，我感谢大家聆听我的演讲。
【主持人：毛焕宇】谢谢托斯顿，有没有问题？
【现场提问】麻烦您把LiFePower的PPT给我们再看一下。
【莱斯.托斯顿】我不能给你细讲，如果你想详细了解的话我会给你发一些信息或者是发一些离子。我个人想跟你说的这个数额是5000次循环。
【现场提问】您能回到刚才有一张幻灯片吗？就是P3的熔铸技术。我想跟您谈一下它的专利问题。
【莱斯.托斯顿】这个专利的申请是在美国、在欧洲我们也在申请专利，在日本我们也在申请这方面的专利，在这方面我们也有一些专利的诉讼，现在我们已经在第二次的复审过程当中得到了非常积极的回馈。
【现场提问】我们听说您在欧洲打的一个诉讼败诉了，能否具体讲一下？
【莱斯.托斯顿】就欧洲的这个问题来说，我们从欧洲的专利办公室也就是欧专局他们谈论到对我们的申请问题，实际上我们并没有受到拒绝，我想我们还会继续申请，我想到2010年会获准，这就是欧洲的情况。在美国，法庭也打算休庭一段时间然后再继续审理这个案件，我们的股东也都在积极地等待着这个，希望我们能够胜诉。
曹建华：动力锂电池在储能设备上的应用
以下为深圳邦凯电子有限公司技术副总监曹建华博士演讲的文字实录：
【主持人：毛焕宇】下面的一位报告的是曹建华博士，他是技术副总监，在锂离子电池行业从事多年，具有丰富的锂电池研究经验，对手机、数码、笔记本电脑、电动工具、电动车各个方面领域的锂离子电池进行了深入的研究，在锂离子电池制造尤其是安全方面有可靠性的方面做了多像卓有成效的工作，在安全关于电池的分析有巨大成果，已经申请了专利14项，发表论文很多篇，下面欢迎曹博士为我们演讲。
【曹建华】各位朋友下午好！大家都是做锂离子电池技术或者管理这些同仁，上午杨院士讲了很多关于能源在发电领域的这样一些工作，这样的一些工作比如我们的电网总是有供需不平衡的时候，供需不平衡的时候电怎么样去运用充分？这是我们需要解决的一个问题，这就需要用到我们所说的储能的装置。第二是清洁能源，比如风能、太阳能、潮汐能、地热以及水电，这些东西并不是说在任何时候它的发电量都是一致的，都是稳定的，比如说太阳能，只有在白天有太阳的时候才能发电，这个时候往往也是我们水电或者是热电相对比较充分、充足的时候，这时候这些电往哪里放等到晚上来用，也需要我们的储能装置。风能也是同样的，风不是随时都有的，有时候是2级风，有时候是7、8级风，这时候的发电量也不太一样。这个时候就需要我们的储能装置来做一些错峰用电或者是储备用电的功能。
毛老师刚刚讲的都是去年和前年开始大家和关心的就是动力锂离子电池，实际上大家一致认为动力锂离子电池主要是在电动汽车或者是电动摩托车等等这样的一些交通工具上应用，这个也是当前最热门的话题。但是这是不是是我们大容量锂离子电池的唯一的用途呢？我当然会说“NO”，实际上还有另外的很多的方向、很多的工作可以做。我们不是说需要所有的我们这个行业的人精力都集中在电动汽车，我们还有其他很多的领域可以应用到我们的锂离子电池，并且这个市场也很巨大。比如说我们的储能用的锂离子电池大约每年我计算了一下规模也差不多有300亿美金的一个市场份额，也是相当大的一个规模。今天我主要讲一讲我们邦凯在锂离子电池应用到储能这样一些装置领域上的一些应用和经验跟大家分享一下。
储能装置目前主要还是一些小的能量领域的应用，比如说这个东西（PPT）它就在我们的外面太阳能路灯，就在会展中心前面和市政中心之间的路上，这个也是用锂离子电池的。这是一个太阳能的草坪灯，这个相对容量比较下，可能只有4AH或者是5AH，因为它用的是一些LED可能容量比较小。这个方形的是UPS，一般我们用铅酸的UPS，一般是用电源箱和电池箱是两个“箱”，因为前钻电池体积比较大，又比较重，放到一个箱里面放不下，并且搬起来也很困难，所以分成两个箱。但是用了锂电以后我们很多的便携或者是可移动的UPS电源可以放到一个箱子里面去了，把电源和电池放到一块。这个是一个在没有什么人烟的地方用这个风光互补发电的发电储能，然后做一个通讯的信号用的储能的小型的电站。这个是我们在很常见的高速公路边的或者是路边的太阳能的警示灯，白天用太阳能充电，晚上靠这个放电。所有的这些我只举一些简单的例子，实际上这并不是我们所有储能电池的应用，我们还有一些大型的电站或者是一些大型的基站或者是一些电脑通讯网络的运用。
刚刚毛老师提到了在电动汽车领域有很多的挑战，这些挑战我们都很难实现，但是就我们储能装置来说可能实现起来相对就容易一些，他的电压没那么高，很多领域，电流没有那么大，容量也没有那么大，所以说我觉得在我们这个储能装置领域里面的应用可能更容易实现一些，针对我们中国的企业来说可能更现实一些。这个领域基本上从目前我们的一些客户的要求基本上就是从12V到72V这样一个要求的储能装置的电压，容量大约从5Ah一直到100Ah都有。这个储能装置比如说太阳能装在郊外，白天充电晚上放电，一天一个循环，一年365个循环一个都少不了，十年3650个循环，一个都少不了，这个不是人为能够控制的，就这么多。所以它需要很长的循环寿命来支持。有些领域他可能是应急用的，可能一年也不用一次，但是一直处在充电的状态，这时候就需要他储藏的寿命相对长一些，还有很多的电源任何时候处于一个充电态，这对电池和它的电源管理系统也有一定的要求，他有可能也还会有一些脉冲的大电流放电，不同的领域有不同的要求，可能相对复杂的环境高温、常年的低温或者是整栋的环境上在使用。
种种要求来看，我个人认为铅酸电池由于大家担心他的铅的毒害性，以及铅酸电池最后的回收成本在逐步提升的问题上，锰酸锂由于它的循环性能不能满足这么高的一个要求，所以说我觉得用磷酸铁锂是可以解决我们这个储能用的锂电池的一个需要。这是邦凯单体50Ah的电池，用四个串联形成14V50Ah的电池组，运用到小型的储能电站里面，这是运用的情况，当然这12V还要继续做一个串联，这只是一个模块，模块还要做一个串联，串联以后有一个组合的模式。这个地方我不知道它是什么地方，听说是草原还是沙漠，那个地方没有人，高温、低温什么样的情况都有，也没有人管，所以说在我们的一些防渗透、防水、防高低温的变化，以及风力大小和阳光强度造成的充电电流的一些经常性的变化，这些都需要我们的电池具有这个耐受性。这样的一个需求我觉得是未来风光发电的领域很大的一个需求量的东西。
这是我们给中国人民解放军南海舰队的舰载的电源，军舰上用的后备电源，这个充好电以后可能一直不会用，只有在它需要的时候才会启用这样的一个电池，这个是36V5Ah，这个电池我们没有采取前面的一个单体的50Ah的做法，而是采用了一个12串5并的一个方案，用10Ah的单体电池来解决的。这样是经常在海上作业盐雾环境，抗盐雾环境和抗超市环境的一个要求，从整个的组合需要我们有这样的一个设计。在我们很多的领域大家考虑了很多，但是在结构设计的材料选用方面可能考虑得不是太充分。
这个也是很有意思的一个东西，是我们一家的客户，大家都有车，一有问题都进4S店维修，这是一个四轮定位仪，在车行里面需要推来推去进行一个四轮定位。这个定位要求精确度很高，要求它的放电电流的平稳性要相当好，另外因为它的维修车间里面人也比较多，所以安全性的设计也非常重要。这个东西要推来推去，还需要它小巧灵便，这个我们是采取了两个12Ah的电池串联的方式来结果它的一个后备电源，充电以后再放电这样的一个应用的需求。
这个是一个PortablePower，这个红色的是一个便携式的电池包在家里充电以后可以拿到野外应急的时候使用，这是一个像笔记本电脑一样的便携式的太阳能的充电包，打开了以后只要把它放平太阳直射到太阳能的电池上进行充电，下面这一块就是一些聚合物的电池。这两个东西属于便携式的一些储能装置，所以说储能装置实际上它的应用领域很宽泛，由大到小都有运用。这样的一些东西实际上从我们的考虑来看，目前我们做了一些工作，比如说我们在高倍率的方面就能够满足便携式的脉冲的放电，这个是我们未来满足不同领域的一个储能装置我的一些想法和我们在做的一些工作。
可能客户还是需要更高的能量，即使它不更安全，但是也需要更高的能量。目前我们大概做到了磷酸铁锂18650做到300Wh/L，未来可能提升到330Wh/L，更高的放电倍率要求目前我们是做到25C的倍率放电，未来有的客户需要提到40C，右边这个图是我们不同倍率放电的一个曲线比较，在25C倍率上大概还有100%多一点，这个电池由于它的表面温度在25C放电大约是68度多，所以具有相当好的一个容量发挥，因为温度高了。
这是更高的一个循环寿命的要求，有很多的途径应该说可以做得到，综合地来说有两个方面，一个方面是从我们的材料、设计和制程控制，这个方面是一个途径。第二个途径是从左边来看是一个降低我们100%DOD放电可能降低到80%，把这个深度降低了，应该是一个很好的途径。左边这个蓝色和红色的曲线是从3.65V放电到2V循环300次的一个寿命曲线。绿色和黑色的曲线是充电到4.2V放电到2V这样的一个循环的寿命曲线。中间大家可以看到在100次以后他们相差很大了，所以说降低放电的适度也是提高我们锂离子电池使用寿命的一个很好的办法，如果我们这个材料或者是其他方面无法突破这也是一个办法，可能比较折衷一些。
右边这个是我们电池作2802次的循环获得的一个寿命曲线，最后和初始的容量比容量保持大约在84.7%，但是这个还没有达到3650次十年的寿命要求，每天一次还再继续做这寿命实验，当然这只是单个Cell的电池的讯混寿命，如果是电池组的话，就要考虑刚刚说的一致性的要求，它的性能寿命可能会下降很多，不能满足我们这十年的要求，可能只能到八年甚至是更低。
未来在储能装置上可能有一些更多的新的要求，或者对这个环境更多的适应性、更强的一些适应性的要求，这个途径可能我们需要用到一些改性的正极，通过对磷酸铁锂继续做一些掺杂改性，还有更好的负极材料，稳定性更好。功能性的电解液以及结构设计的提升，还有是我们制程当中的一些控制。
我介这个话题和我们探讨一下我们锂离子电池在更多、更宽泛的领域的一个意义，希望我们锂电的同行业积极地开拓自己的思路，不要就一个劲地钻到电动汽车里面去了，我觉得这对我们的行业发展不是一个太有利的状态。谢谢大家！
【主持人：毛焕宇】谢谢曹博士的发言，下面看有没有什么问题？
【现场提问】您好曹博士，我想问一下现在在世界范围内，我觉得应该是日本在锂电池的行业处于绝对领先的地位，我从有一些渠道也看到了，日本电池现在的正极材料锰酸锂做得也还是比较好的，磷酸铁锂并没有说像中国厂家现在说的这么追捧的地位。我想问一下当日本产的锰酸锂的水平在我们国内我们可以已经生产出跟日本的锰酸锂同样的水平，我们的成本大大降低，你觉得这个锰酸锂能不能用在未来的动力电池的领域？还有一个问题，我想问一下你为什么选择了磷酸铁锂而不是锰酸锂？谢谢！
【曹建华】第一个问题，锰酸锂和磷酸铁锂相比大家都清楚，第一个是安全性方面的差异，第二个是对耐热环境耐热型的差异，锰酸锂这两项都比磷酸铁锂低。磷酸铁锂唯一的优势就是在它的成本低，这个“低”如果我们最后考虑使用成本的话，那实际上磷酸铁锂可能最后远远低于它，把采购的成本和使用成本最后加到一块，寿命成本加到一块的话。你所说的如果说我们在日本的同行界做出锰酸锂跟磷酸铁锂一样的好，为什么不用锰酸锂呢？一定会用。但是现实的情况我认为还没有达到这个程度。
第二个问题，关于磷酸铁锂我们为什么用，我觉得磷酸铁锂首先我们自己内部做了一些比较，关于锰酸锂和磷酸铁锂，我们比较的结果就是发现锰酸锂的循环寿命不能满足我们在储能电源上的一些要求，所以说我们最后选择了磷酸铁锂。但是我们有没有做锰酸锂的动力电池呢？我们有，但是它被用到哪里去了呢？用到电动自行车上去了，因为我们电动自行车的一个寿命循环不需要这么长。所以说不同的材料往不同领域的应用我觉得这个很必要，谢谢！
日本九州大学冈田重人教授
以下为日本九州大学材料化学研究所高级工程师冈田重人教授演讲的文字实录：
【主持人：毛焕宇】我们现在开始下一个演讲，这是冈田重人教授，他是81年在北海道大学物理系硕士毕业，93年德克萨斯大学做访问学者，担任日本电报电话公共公司移动通信工程总监，98年担任材料化学研究所九州大学的副教授，现在任职于应用陶瓷技术期刊的客座编辑，CIMTEC2010国际顾问董事，以及发表了110多篇的期刊论文和60项专利，这非常丰产的一位作者。下面有请日本材料化学研究所高级工程师、九州大学冈田重人教授演讲，欢迎！
【冈田重人】谢谢毛博士，谢谢组委会来邀请我来参加这样一个非常美好、很大的一个关于锂离子电池这样一个会议，我想我现在要演讲的很多议题都不是关于锂离子电池的，而是关于我们所说的钠离子电池。我也会跟大家讲一下我们这种钛系的钠离子电池，首先我介绍一下钠离子电池，第二我们会讲一下我们把锂离子电池之后就是钠离子电池，我们会讲一下氧化物和硫化物的阳极材料，也会跟大家就较分享多媒体结构和嵌入技术和我们的转化反应。
首先，这是20个世界上研究锂离子电池的机构和大学，在2006年，他们绝大多数都是来自于这种大的锂离子电池公司和大学，我们看到了这里边还有中国的中科院也在上面。松下也在最上面，上面还有我们的三洋，我们看到它在世界上的市场占有率非常大，这张表上我的所在大学是在最先下面的一个大学，这是我所在的九州大学。这里边我们看到能量比重在我们市场上的二次电池它的改进，这是锂离子电池。它已经超过了商业化的过程，在1990年左右，我们看这种巨大的进步对于这种容量的进步已经在不断地发展，根据报纸松下它新的这种锂离子电池已经是达到了580立升，我们看到它阴极使用的并不是碳，这里面使用的材料并不是碳，而是合金。我们看到这里面很多像其他的一些使用者，最大的应用范围是这种手持电话，也就是移动电话，然后是我们的笔记本电脑，最后是数码相机。我们所说的锂电在这里面占了很大的比例。我们看一下绝大多数的移动电话都是使用的锂电，高能量的、高功率的这种应用也都是使用的锂电池，像这种比如说我们的能锂电池我们在这个领域123当中都有使用，从小到大一直从手机到电脑，越来越大到我们的电动汽车的使用。我们看一下到处都有锂电的应用。
在这里面都可以广泛地使用锂电，这个锂电的应用已经从这种小的家用电器的应用到高的能量密度，大功率的像电动车、自行车和摩托车的使用。世界上的汽车公司他们都有不同的项目使用锂电，来驱动这些电动车和混合电动车，在2010年这是他们的计划表。我们必须改变我们的生活方式，应该基于锂电改变我们的生活方式，我们要尽快地改变，因为世界上的石油在一个世纪之内就会完全耗尽，所以我们必须改变自己的生活方式。
这个可以看出来它的原材料的成本比例问题，这就是锂电，我们看一下阳极占30%，主要都是镍、钴，我们看一下CO铜锂以铜箔来做的阴极，钴酸锂的成本是每公斤60美元，每个纯的EV他的钴酸锂总的就是600公斤，你看一下阳极，每一个电动车它的成本就是6千美元。对于环境的影响来说，整个的铜的使用量是60公斤，钴的使用两是60公斤，他在全球的产量是2.2万吨，这样只有0.5%的整个年度的产量能够满足。
这个图表跟大家展示的是我们的材料的成本还有储备以及环境方面的监管，这些典型的锂电池的材料，可以说在这种转型基础当中他的成本和储备是不一样的，你不可能通过大量地是用在降低这个成本的，因为有一些金属比如说钴它是非常稀有的，这样的话它是有限的，比较昂贵。
从降低材料的成本还有储量的角度来看，铁从阳极材料的角度来讲比较理想的，因为它比较便宜。再看一下地层中的原子丰度也是和丰富的，我们可以看到其他的材料供应是不稳定的，所以从这个角度来看铁是比较理想的，我们可以得出这样的结论。阳极材料实际上从钴应该逐渐转到铁，阴极应该逐渐转化到纳。
我们看一下氧化物和硫化物的正极材料，我们看一下这些铁化合物构成的这种阳极材料，这是1977年到2006年的数据显示，你可以看一下它们有比较低的电压，在80年代的时候我们的这种材料它的电压要超过3V，就是1984的时候。之后又逐渐地演变，不仅是锂还有钠，我们可以看一下整个的演变情况。典型的不用贵重金属的阳极可以通过钠来生产，这是图表上显示的。
我们看一下整个的结构情况，阳极材料他们的结构可以由那种角共享多面体结构，也有边共享结构，也可以有面共享结构，有些材料组有三维的面分享的结构，比如说XO4、MO6，我们也可以用它来生产锂电池，在这些当中我们刚刚分享了可以说他有很多的好处。这个跟大家显示的是结构的情况，AMO2型的层装的石盐结构，它显示出这种铁的结构大家可以看一下它的这种不同的结构，在蓝色的地方大家可以看到它有这种层状的石盐的区域还有层装石盐的钠铁的结构是比较稳定的，但是你看到的层状的石盐结构其实并不稳定。你在用电池的时候你是没有办法选择的，所以说我们必须要改变我们的方法，然后把这个锂电池变成钠电池，通过这种方式我们可以得到比较稳定的结构，实际上铁酸钠的阳极可以非常地好，而且它的容量不是很高，它是低于100。原因很简单，经常来讲氧化物它这种结构应该是稳定的，有的时候可以说某些的钠需要某些量的钠，才能够降低一些不良影响。而在硫化物当中这个结构并不是那么强，其实他在比较氧化物和硫化物之间的这种差异。
我们再看一下从这种层装结构再转向硫化物结构的分享，30年之前就有人开始调查这种阳极材料，就是用铁酸钠做阳极材料，莫斯能源试着去商业化地生产当中材料，道斯博士展开的。根据他们这个氧化物给我们电池提供了很大的希望，因为对于钠来讲它有很大的容量。第三个话题就是角共享多面体结构，这里面有一个二维的层装结构和三维的黄铁矿的结构分享，后者是那种角多共享的多面体结构，前者用的是范得华能缝来进行的，这个铁矿的角度是角度共享的多面体的结构，用了这种显示出的二维的多面体的结构，但是硫化物实际上是三维的。在用一个硫化物这样的一个离子再来跟大家比较一下XRD的分析情况，二硫化钛和二硫化铁层构的比较，大家看有两维和三维的，阳极的性能由扣式的电池显示出来的大家可以看一下这个阳极的圆片，用的是一种活性的阳极材料。通过这个方式来进行，这个是二硫化钛和锂和钠相比的充放电的情况，左边是用力做阴极，右边是用钠做阴极，对于锂和钠来讲，它这种容量确实是不是很高。这个图表显示的是在中间的这个层面上来看一下分析两者之间的充放电情况，大家可以看一下从A、B大小的变化，钠的这种大小从A的这个地方变到B的这个地方，钠的大小可以说从右边看到因为它的变化，所以电压来讲还是比较稳定的。
我们再看一下要是每平方厘米0.2MA的话我们再比较一下两者，TIS2和VF3这种极化的反应，当然也是在同样的条件下每平方厘米0.2MA的的情况下比较的，前者是两维的层状的结构，后者是三维的结构，就是钙钛矿型的三维结构。我们再把这个电流密度再增加一下分析一下，大家一定要看一下不同的电压情况下它的电容的变化情况，你可以看一下这个动画效果所显示的。我们还可以通过这个总结一下二硫化钛它的倍率情况，以及它对于寿命的影响。在电解液当中他可能有一些反应，所以在这个地方很好地控制。这个实际上是用PC所做的钠以及二硫化钛的倍率和循环性的情况，通过这种方式，当然我们的电解液采取的是EC+DMC，这两者之间比较了一下它电流的密度以及寿命的数量。
最后，我想跟大家再来分享一下我们的这种嵌入和转换效率，硫化物这种三极的比较，就是NATIS2，电容是450，上面是钠的嵌入反应，容量是240。我想强调一下这里面这种过电位的可能性是比较小的，我们可以看到这个NAF1、F3电池，和NATIS2这之间的比较其实是比较类似的。大家可以看一下这里面后者比前者的过电位的情况更小，我们再看一下二硫化钛和二硫化铁之间的电池的比较，你看一下它这里面有一个电容方面的2倍的差距，后者要比前者更糟，也就是TiS2要好一点，就是指转换效率方面，我们可以通过其他的一些电解液换它可能会解决这方面的问题。我们的总结如下（PPT），最后我想感谢我的团队，而且也要非常感谢大家的聆听。谢谢！
【现场提问】非常感谢您的演讲，您刚才提到了一些阳极材料，刚才我想问一下到底谁是阴极？谁是阳极？是钠是阴极还是钠放在阳极？氧化物和硫化物到底哪个？
【冈田重人】我们刚才指的还是钠作为阳极，这里面你可以看清楚。当然，我们替代了一些碳，然后嵌入了这些钠，在阳极你是可以使用这个钠金属的。
毛焕宇：日本设备不能满足动力电池生产需要
以下为比可国际（天津）有限公司的总经理毛焕宇演讲的文字实录：
【主持人】下一位报告人是毛焕宇博士1999年被国务院授予外国专家在中国的最高荣誉奖“友谊奖”，01年获中华人民共和国国际科学技术合作奖，04年10月任深圳市比克电池有限公司副总裁，负责电池自动生产线的建设，并带来了一系列的先进管理理念，为公司体产及量次赴美成功融资作出了巨大的贡献，09年1月任比可国际（天津）有限公司的总经理，毛博士今天的演讲题目是《动力电池对锂离子电池的新挑战》。
【毛焕宇】今天我要讲的是锂离子电池在车用上面的挑战，这是一个全新的领域，我们以前的锂离子电池不管是日本的也好还是韩国的也好、还是中国的也好，都是在电子器件上面的使用，比如像手机、笔记本电脑方面，现在我们要从单个电池的手机使用到几个电池的使用，几个电池是笔记本电脑的使用，到几十个使用是电动自动车的使用，到几百个车用电池的使用，这里面有很大的挑战。今天我大致把我能理解的一些挑战跟大家分享一下。
首先EV跟HEV在全国有巨大的市场潜力，现在我们国务院已经通过的《十城千辆》的计划，现在十城不够了，现在扩展到十四个城市了，每个城市都争相要上电动车，这个需求是巨大的。
挑战有哪一些呢？我认为有三个主要的挑战，一个是设计跟他的安全，以及包括他的热方面的处理。第二个是一致性的问题，这可能是我们一个最大的平静问题。第三个是制造的成熟度，我们能不能大量地制造出来在很低的成本下制造出来，这始终是没有任何人能够回答这个问题，直到今天此时此刻为止也没有。
我们来探讨一下有些什么方面。首先在安全方面前面已经说了很多了，今天上午全部都了一些安全，这里我就我们做的ARC实验证明这是磷酸铁锂的ARC曲线，这是整个电池做的26650的整电池做的ARC，总的来看磷酸铁锂最高温度大约到200度而已，然后它就不再放热了，而且放热也比较和缓，所以我认为在今后的车用的锂离子电池里面，磷酸铁锂应该是一个很好的选择。
在电池的形状上有些人说是要圆的、有些是方的，有些人说是聚合物，我把聚合物并到方的一起来看。我这里有一个比较，同样体积的量块电池都是113CC的体积，我们从热的面积来看看哪一个比较有优势。我们可以看到这一个方形的它的表面积是175平方厘米，而圆柱形同样的面积体积是138平方厘米。从这里我们可以看到，方形应该比较有优势，散热比较好，而且厚度可以做得更薄散热会更加好。是不是圆柱就没有优势了呢？我们再来看一看，这个（PPT）实际上是丰田普锐斯里面的电池安排，它的散热的途径是这样的，如果我们把它做成圆柱形的话，这个散热的途径就比较大，所以比克公司决定怎么做呢？当然我们是自己的选择仅供参考。我们在10安时以下用圆柱，因为圆柱有生产一致性比较好、比较容易生产的优势，主要是一致性。大于10安时的我们还是用方形或者是聚合物。
我们在制作圆柱或者是卷绕式方形的时候我们优化了极耳的数量，我们发现极耳的数量并不是越多越好，到一定的程度，这曲线纵坐标是电阻内阻，横坐标是极耳的个数。当我们看到极耳的个数从一个变到两个时候有巨大的影响，两个到三个、四个到五个以后没有什么巨大影响了，这是我们用计算机模拟和检测得来的结果，我们的极耳到一定的程度就不需要那么多了，这样也可以节省成本了。还有车用电池跟手机笔记本最大的差别是要散热，刚才我说了圆和方的散热问题，为什么这个散热跟汽车散热有什么不一样？这是一个车的引擎图，这是汽油的引擎，进水35度，出水55度，这种做法已经延续了一百多年了，一点问题都没有。但是在电池里面我们也这么做就会出问题，如果那一面是35度，我们还是35度进来，这个地方比较量块，出去55度这个地方比较热，时间一长热的那一部分的电池寿命会大大缩短，两块的电池寿命还是很长，整个寿命就会下降了，这种散热方式在电池里面是不允许的。我们希望有一个平行的散热，进来35度，出去也大概是35度左右，这个当然是不可能，现在我们的客户要求我们最多不能超过3度，整个电池块做大了温差不能超过3度，这也是一个很大的挑战。
下面的挑战是什么呢？这是美国国家新能源实验室做的一个比较，比较铅酸、镍氢跟锂离子电池在PHEV上的使用，这些绿色的都是比这些要好的，这个红的就是它的低温性能锂离子电池不如那两个好，但是这个已经不是事实，A123做的电池的低温性能非常好，这个可以解决。唯独不太好解决的一个是电池的电池，一个是生产的成熟度，这两个问题是确确实实存在也不好解决。成熟度是产品的一致性，这个生产越是成熟的话一致性就越好。成本涉及到一个什么问题呢？涉及到一个非常严重的问题，我觉得成本买材料不是问题，我们人工也不是问题，设备也不是问题，最恼火的就是成品率上不去是一个大问题，成品率上不去百分之几十地扔掉了，其他的成本都是很少的一部分。
我们来讨论一下这个一致性的问题，如果我们有两个电池把它串联起来，它原始的条件是同样的容量、同样的电压和不同的置换电速率，置换电的速度不一样，什么都一样，我们要怎么知道呢？要放很长的时间才知道，放到一定的时间再去做那个置换电的速率还是查不到，这是一个最难做的东西，很难彻底解决掉。开始放的时候放到3V，充到4.2V，假设是一个三元体系。有一个A电池置换电速率跟另外一个有一点不一样，相当于这个电池内部有一个小电阻在放电，虽然这个电很小，但是它是一天24小时、一周7天时时刻刻都在放，时间长了以后就使这两个电池的容量不一样了，就有可能不一样了，一个多一些一个少一些。我们再继续地充电放电，这个没有放广，那个过放了。充的时候那个没有充满，这个已经过充了。所以说，像这种情况就是一个置换电速率真正影响整个电池，时间长了一个电池会坏掉，一个没事，这会引起不一致，哪怕是初始条件一致，到那时候就不一致了。我们电池放在车上用一开口就是用十年、十五年，这个要求是非常非常高的。
这是一个挑战，我们要怎么做呢？质量控制，我们要控制得非常好，第二是通过一些电路的方式来解决，这个电路是它不够的时候我加一点进去，多的放掉一点，这个可以解决。如果我们说是并联起来会怎么样呢？假设把它并联起来，我们做了一个实验，这是我们的实验数据，两个电池一个A一个B，检测这两个电池的电流，这是一个负载，同样的是同样的容量和同样的电压，就是I1内阻有一点压力，我们这看看这两个电池并联完了以后会出现什么问题，这是我们实验室的实验数据，非常有意思的是这个内阻稍微低一点的并联出来就放电，那一组低一点的一开始电压就比较大，I1在这里，这个内阻高一点的开始电压就小，保持电压始终是一致的，因为它是并联，所以电压始终是一样的，走着就变了，原来电流大的变小了，原来电流小的变大了，最后的结果是把全部放光了。结果是什么呢？对于我们电池的寿命影响来说，这一个电池它的温度升到了78多度，下面这个电池才70度，这一个循环就差了8度，这是我们实验室的数据。长此以往的话，上面的那个肯定时间不长就要坏掉了，不要说10年、15年，可能1、2年就开始坏掉了。这个情况我们认为没有什么电路能够来解决，没有平衡电路能够帮助到的，所以这是一个很大的问题。
有人会说了“我们把电池做大一点，也不并联，那不挺好吗？”我们来看看做大了会有什么问题。这是叠片是电池为例，这个红色的是正极，蓝色的是负极，从这个端面来看它是这样的，我再把它扩大一点来看，加一些细节在里面，我们可以发现这个东西也不是那么一致的，你看这是一个电池C1，是这个的负极面对这面的正极，C2是这边的正极面对那边的正极，他中间没有连接，中间是背靠背，所以没有电阻。但是这边有一个连接线，这个连接线有电阻，我们不要小看了这个连接线的电阻，以为没有电阻，手机是没有问题的，笔记本电脑可能也没有问题，到了HEV、EV的话，如果那个电阻到了几十个微欧、号欧都会有问题。总的电路是这样的情况（见图），把整个东西拿掉整个的等效电路就是这样的电路，这就是等效电路。然后它有两个基本的等效电路，一个是这样的（见图），一个是这个样子的。这里每个电阻我都标了一下R1—R4，然后是C1—C4，都是这样重复下去连续的，实际上这就是在电池内部的并联，这个并联的效果跟我们前面的几乎是一模一样的。会有什么问题呢？如果R1不等于R2也不等于R3也不等于R4，我刚才说的现象就会发生，在一个电池里面有一些片的温度高，有一些片的温度递，十年以后你来看这会出现什么问题。
N/P的比例的问题，这个N/P的比例是负极对正极的比，配比，容量不一致没有关系，并联不怕容量不一致，怕什么呢？怕N/P比不一样，如果我们想象一个阶段的情形，假设有一面正极比负极多，以充放电的时候你的电压都是一模一样的，最后一充完了以后，假设这个正极比这个负极多，这边的正极比这边的少，这两边充到同样的电压一边会析锂，一边不会析锂，如果析锂长此以往就很严重了。这种情况经常会发生，我们经常会发现两边的锂不一样，这不是危言耸听。
最后的结论是什么呢？哪怕你要做大电池也得有要有很好的一致性，否则的话你这个小电池所有的并联的问题在那里面还是会发生，而且扔很大一个，过去小电池扔一两个我修一修还能够用。这是并联状况下有问题。
下面我说一下一致性方面的问题，涂布机，涂布机会有什么问题呢？我们做普通的电池，一个比较典型的数据突破50mg/平方厘米，突破基数是征服1毫米，国产比这个水平高多了总体是2%的差异。因为这个涂布机不管是高还是薄正负极不变的，涂布以后分布曲线是一个很好的曲线，这个曲线是集中在这个位置，同样的还是这个涂布机，做动力电池的时候厚度要大大降低，我涂薄一点涂到20%，但是这个一点都不少，很自然的这个变数到了5%了，你做一个电池如果有5%的差异还搞什么？5%的差异是什么意思呢？这个差异是不得了的。这个封固就不一样了，同样的是这些浆料和这些产品但是封不了。
下面我谈一下成品率的问题，如果我有一堆正极粉末在这里，中间有一颗会造成内部的短路，如果拿这个来做100个电池，这个粉会落到一个电池里面去，这个成品率是99%，如果用这堆粉做10个电池，他也要落到1个电池里面，他就是90%的成品率了，一下子降了10%。如果做一个电池的话，那就没有办法了只有打包丢掉了。这个是关于粉的杂志的要求是非常非常高。
隔膜经常有这种问题，它经常有一点点问题，它过不了那个Hi—Pot，一打就穿了，如果我这个地方形成这样的一个Hi—Pot，一样的道理，我做100个损失10个，这样损失太大了，我就别干了。我们这里面经常发信一些短路在边缘，这有一个边缘缺陷，这个边缘缺陷很难避免，我发现这个东西总是有问题，假设我这一堆极片里面有一个这样的边缘缺陷，我做1个是这样，做10个也这样，我做1个大的也是白干了。
有一种导电的粉末，不知道哪来的，经常有那种导电的粉末，我真的不知道它哪来的，就把电池搞短路了，有时候一颗几十个里面有一个，这种导电的粉末造成一个什么呢？就是用电压去冲击一下这个就打穿了。这个发生的效果是一模一样的，这一颗粉末也不是很多，如果是很多还有一点办法，产生的效果就是同样的效果，另外还有一个内部链接的时候发生短路，比如说我做小电池从外面一个个链起来，我用镍片、点焊把它焊起来，很容易焊也很容易做。但是做大了以后，你的接口就多了，这个多了以后把这些全部转移到电池内部去了，没有放到外面，外面当然好弄，面很难弄了。这是我们一个透视图，这里面有很多的极耳的链接，从这个地方有一家做这个东西在客户投诉第一名就是链接片内部短路甚至是发热，甚至是发生安全的问题。所以你做大了就会出现这样的情况。
林林总总这些东西加起来以后，我们发现这个东西从小做大不是那么简单，这个成品率的损失与尺寸我们有巨量的数据证明它是一个平方跟立方的关系，这个怎么来？后来我们做了一些计算，这些东西我们做了一个好电池的成本，这样相加有一个数量的关系，我把它总起来，一个好的电池它的成本跟最后的容量Y×C这两项同样的直接关系，如果Y×C成本很低成本很低了，就是1就行了，但是如果Y×C接近于1，我们有一款电池发现这个曲线这边是成本，这边是成品率，我们发现的这个成品
韩国国立科技研究院郑暻胤博士
以下为韩国国立科技研究院郑暻胤博士演讲的文字实录：
【主持人：毛焕宇】下面有请郑暻胤为我们演讲，他在2004—2006年于布鲁克海文国家实验室化学部研究员助理，下面有请他来进行演讲。
【郑暻胤】首先感谢我们的组办放邀请我到这里来演讲，现在我要给大家讲一下锂离子二次电池这种先进的阳极材料，以及我们最近发现的一些新的进展。在我们谈新的内容之前我想给我们大家介绍一下我们这个“韩国科学和技术学院”的情况，他是属于专门研究科学与基因技术，我们一共有四个分支机构，我们的总部在首尔，一个是高等学院，还有一个是康柏克学员，还有一个是在欧洲的KIST建于德国，它建设于1966年，这是我们韩国成立时间最久远的一个科技研究院。
我已经把我PPT的版本给我们的主会方了，但是这是PDF版本，所以翻得不是很舒服。首先我们看一下我们就是为了去实施并且去改善我们进口的这种先进技术，我们开始于1966年，KIST在这方面扮演了非常重要的角色来重新建立我们的国家，我们介绍进入韩国在当时都是非常先进的最前沿的科技，我工作的这个部门是研究部门，我们还有其他的部门，比如生命科学，还有未来的聚合技术还有纳米科学等等。我们的能源环境研究部我们一共有燃料电池、清洁能源和环境相关的这些领域，我的中心是研究这种核心就是锂离子电池的这种核心技术的，当然我们也在开发一些新的阳极、阴极材料以及电解质的材料，而且我们现在也在研究一些适用于锂离子电池阳极的一些纳米级的材料和其他的材料。这些都是展示了我们最近获得的一些成就，而且我们把这些技术都转让给韩国的电池生产厂商。
我今天主要谈论的题目也就是磷酸铁锂，也就是以前的演讲者已经谈过了，我不会讲得非常具体，大家知道它现在有很多的优势，但是有很多的问题我们要去解决，比如说这种低的倍率性能、低的电子传导等等都是他的弱点，在这个题目之下我们使用了两种不同的方法来提高磷酸铁锂的这种表现，也就是说它的性能。一个是配料，另外一个是我们所说的涂布。目的也就是要改善我们的磷酸铁锂的电的化学性能。同时，我们要用这种配料进行涂布，这两者在一起我们就使用一种同步加速器这是基于这种原位的X光衍射的这种技术。
我们合成磷酸铁锂的方式是这样的，大家在屏幕上可以看到，这几个是我们机械化工活化反应，这个就是我们用的这些易制品就是前体来生产这些磷酸铁锂，这个温度要把这些前体进行热处理，比如750摄氏度、650度经过十个小时，还有电化学的测试我们要进行电池的测试，比如阴极、阳极还有隔膜。我们使用这种2030这种改性的钱币式的电池，我们是从普汉那里来到了这样的一个样品，这是SEM我们买到的样品的图象，这是合成过了的，这是未加处理的磷酸铁锂。我们在300摄氏度的时候进行处理，然后进行碳包覆，这是750度进行热处理，这里面可以看到三种的样本都有相同的例子尺寸，只不过这种碳包覆之后在热处理当中会稍微大一些。我们看到后面的那两个全都是经过高温度的这种热处理，经过碳包覆的，他们的粒子的尺寸就比较相近了。
虽然我们说它是一个碳包覆的，但是我们也可以看到它还是相当小的，这种纳米级的一种包覆性的粒子。我们看到三个不同的样本他们的充放电的曲线，这是我们在以前的文献当中找到的，我们看到没有经过热处理的磷酸铁锂它的容量比较低，而且不稳定。在头100次充电当中它就开始出现了衰退，但是当你进行了碳包覆之后，而且同时进行加料，它就能够极大地增加他的容量。在包覆的同时我们达到了120—140AV的容量，我们把这样经过处理以后我们就能够看到磷酸铁锂呈现非常好的这种状态，我们发现它的这种倍率表现在很快经过了一百次之后，在第一次后就会有急剧的下降，这是不一样的。这里面可以看到终止充电的电压是2.5—4.3V，最底下我们比较了它的这种倍率的表现，像这种经过热处理之后我们就是磷酸铁锂它的倍率提高了很大的表现，然后我们看一下它的这种X光衍射谱的这种磷酸铁锂在不同的频率之下进行充电，它所表现出来的这种性能，我们的同步加速器是基于这个原位X光的衍射模式来进行磷酸铁锂的研究，在它10的情况之下充电的，它的表现是这样，这它完全的反应。
你看到的这些衍射光谱就会看到开始的，你可以在这里就会看到他在开始充电之前和之后它的XRD光衍射谱的变化。这个是我们所说的10倍率，下面看到的是5倍率，我们把这个碳包覆的磷酸铁锂进行了5倍率的充电，我们可以看到刚开始充电的时候我们会看到一些充电曲线的变化，同样也是通过同步加速器基于这种原位X光的衍射模式来对我们LOCRF1PO4来进行分析。如果它现在进行了逆反的这种反应，我们在新的倍率的情况之下看到了表现，我们看到一个是5倍率一个是10倍率，他们都是有很低的C倍率。在放电之后所有的结构又回到了原来的这种价态。我们这里面是加了硌，这里面看到是1个倍率，也就是同样显示出我们磷酸铁锂在1个倍率的时候是什么样的表现，我们在充电的时候没有太多的倍率的变化，开始充电的时候是磷酸锂矿。我们看一下红线之上的，在充电终止的时候你可以看到很小的锂矿的这种出现，绝大多数的这个结构都是磷酸锂矿的结构。
相反我们可以看一下用碳的这些XRD的模型，大家可以看到它比前面快10倍，我们可以从这种磷酸锂矿转到钠磷铁石，这是红色反应出来的，在下面的休息区变成了钠磷铁矿，在充电之后大家还是可以看到这个钠磷铁石又回到了磷酸锂矿，但不是完全回到了磷酸锂矿。大家最后同时看到的是磷酸锂矿和钠磷铁石，这个实际上是间晶石出现的层状的结构，一般充电的时候返回到原来的状况，就是磷酸锂矿。可能有一些不均衡性，我们对这种LFP进行充电的时候可能有一些不一致性，首先是西德斯集团做的一些研究，他看了一下LFP和富锂和缺锂的磷酸锂矿的研究，然后去看一下和计算，确实在两者之间有一些顺序上的不一样。富锂和贫锂的磷酸锂矿他反应的速度在这两种结构当中是不一样的，最近的结果是约翰陆蒙斯他们团体所做的研究，他们在不同的电流密度进行充电和放电，大家可以看到在低的电流密度充放电的容量并没有太大的区别，但是一旦电流密度增加之后，充放电的容量就会发生巨大的变化，他们解释这个现象就是说用的这种模式来解释的，但是他们没有给大家提供一些结构方面的分析，所以我们用这种技术来观察结构上面的变化。
对于这个实验，他们用一些碳涂布的FFP，他们在2.5—4.3V，倍率是5，进行了这样的一些充放电的曲线，大家看到这个倍率并不是很高。充电的时候我们这个样品可以看到它容量是小于150，但是你充完电之后这个电量要比正在充电的要低一点，这种涂布的FFP可以说在这种充放电的有很大的区别。在充电的时候所有的这种磷酸锂矿转化成钠磷铁石了。并且我们把这种倍率增加了10倍跟前一个相比，在这一种充电的时候它电容是小于140，在没充电的时候它就稍微有点下降了。通过我们增加了倍率之后，我们就发现充电的电容和放电的电容都得到了增加，在这种程度上来讲我们可以看到这里面有一个电的衰减或者是功率的衰减，如果你要继续降低这个倍率的话，并且继续放电的话，那就会影响他的电容。比如说你要把他在10倍率继续进行放电的话，那它可能会得到25，但如果在2C的倍率上进行充放电来讲，对它的电量也会进行很大的影响，所以这样的模式他是不可逆转的。
我们再看一下结构上有什么变化，在2C进行充电的时候这个结构是从磷酸锂矿完全转化到钠磷铁矿，在放电的时候钠磷铁石很少会返回到磷酸锂矿，这里面在放电结束的时候有一些不一致性。大家不清楚这种磷酸铁锂是如何在没有任何结构改变的时候有这么大的电量这是没有办法解释的，目前来讲是不清楚的。但是后面在10倍率进行放电的话大家可以看一下这个钠磷铁石完全转化成磷酸锂矿，所以可以看到这里面有一种充放电的时候它有一种不一致的反应，从充电来讲是比较容易的，可以跟放电来讲比较难，这就是总结一下我的讲话。
我也想感谢我们的研究结构，还有我们的同事，非常感谢！
【主持人：毛焕宇】这个演讲有点深度，但是我感觉工作做得非常好，不过我现在也提不出什么问题。
【现场提问】刚才您说用碳涂布的这种FFP可以增加电容，安全性怎么样呢？
