中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會于2016年10月13日-14日在杭州召開了“第二屆混合動力車市場與先進(jìn)電池技術(shù)發(fā)展研討會”，會議受到了國內(nèi)外電池、材料、設(shè)備和汽車領(lǐng)域眾多企業(yè)的廣泛關(guān)注，400多位國內(nèi)外嘉賓參會。自2014年4月中國化學(xué)與物理電源協(xié)會在北京組織了“第一屆混合動力車市場與先進(jìn)電池技術(shù)發(fā)展研討會”以來，在國內(nèi)外純電動車和插電式混合動力車取得較快發(fā)展的同時，混合動力車輛，特別是微混車輛也在國際上得到預(yù)期的快速發(fā)展。特別是近來進(jìn)一步提出了發(fā)展48V電池體系與技術(shù)的要求,使電池行業(yè)又出現(xiàn)了一個新的發(fā)展熱點(diǎn)。

“第二屆混合動力車市場與先進(jìn)電池技術(shù)研討會”的舉辦，給大家提供了一個交流的平臺，幫助大家了解國內(nèi)外在混合動力汽車產(chǎn)業(yè)方面的發(fā)展動向、最新進(jìn)展，交流適用于混合動力汽車發(fā)展的各種電池技術(shù)及其最新進(jìn)展。希望通過技術(shù)交流，能對我國混合動力汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起動一定的借鑒和推動作用，加快我國混合動力汽車用各類電池技術(shù)的快速發(fā)展。

在本次會議上，天津力神電池股份有限公司動力電芯開發(fā)部部長張娜博士做了“力神起停電池技術(shù)進(jìn)展”的專題報(bào)告，以下是根據(jù)速記整理的文字，未經(jīng)本人審核，僅供參考。

首先講一下48伏或者是啟停系統(tǒng)的背景，上午有很多專家已經(jīng)講過很多的內(nèi)容，目前世界范圍內(nèi)二氧化碳法規(guī)指標(biāo)對于汽車產(chǎn)業(yè)是一個很大的挑戰(zhàn)，美國在2025年是98克每公里的指標(biāo)，歐盟是95克，中國是116克，那么這是我們開發(fā)低壓混合動力系統(tǒng)的最主要動力。這個是目前降低二氧化碳排放的一些技術(shù)情況，從這個上面給出的簡單分析，如果使用低電壓系統(tǒng)的話，二氧化碳排放量可以控制在80至95，可以達(dá)到歐盟的要求。因此我們作為電池廠家來說，我們也分析了主機(jī)廠對于起停系統(tǒng)的基本技術(shù)要求，也有12伏和48伏。最基本的要求，工作的溫度范圍都要達(dá)到零下40—70度。還有充電功率的要求，連續(xù)充電功率要5千瓦以上，脈沖充電是12千瓦，脈沖放電是13千瓦。壽命最基本也是8—10年，也有12伏和48伏分別的二氧化碳降排降幅，12伏在5%左右，48伏可以達(dá)到10—12%。

這一頁講的是我們力神公司目前產(chǎn)品線的情況，我們公司產(chǎn)品相對比較全，包括我們在鋰離子電池方面軟包電池、方形電池等等都有開發(fā)，另外在光伏產(chǎn)品和超級電容器也有我們的業(yè)務(wù)，所以說48伏產(chǎn)品在我們公司產(chǎn)品中也是我們必不可少的研發(fā)方向和儲備產(chǎn)品。這個是力神產(chǎn)品的一個定位，主要的核心產(chǎn)品是單體電池，基于業(yè)務(wù)的不同，也有我們的模塊，甚至系統(tǒng)的產(chǎn)品，從而滿足不同客戶的要求。但是我今天主要講一下啟停單體（音譯）方面的進(jìn)展。

第二方面講一下我們圓形鈦酸鋰電池啟停電池開發(fā)情況。我們這款電池是圓柱形，稱之為超級電池，每個廠家都有不同定義的原因，我們是基于超級電容器的結(jié)構(gòu)來開發(fā)這款電池。所采用的體系是錳酸鋰和鈦酸鋰，選擇鈦酸鋰的優(yōu)點(diǎn)就不再說了，就講之下通過我們的優(yōu)化已經(jīng)把產(chǎn)品開發(fā)出來。我們目前的容量是18安時，單體的儲存量在500瓦時每公斤，可以達(dá)到30倍率的持續(xù)放電和25倍率的持續(xù)充電，壽命保守是一萬次。下面是這款電池的倍率放電情況，我們電池語言就是倍率充放電，在汽車和儲能領(lǐng)域大家在推功率的測試，基于恒功率（音譯）進(jìn)行測試，但是作為電池語言來說，如果平行比較的話，我們用我們的倍率測試還是能夠給出非常公正的比較，所以這塊還是恒電流的充放電測試。這款電池目前所表現(xiàn)的25倍率放電容量可以達(dá)到1C容量的90%，看它的充電情況，充電25度可以達(dá)到20倍率充電，可以達(dá)到恒流容量的60%，大概是在1.8分鐘可以充電到80%的容量。鈦酸鋰電池低溫是最大的優(yōu)勢，首先第一個是0度的測試，放電電流可以達(dá)到20倍率，這個時候它的低溫表現(xiàn)就非常明顯，可以達(dá)到常溫容量的99%，充電容量最大容量是10倍率，可以達(dá)到常溫的59%。常溫容量放電也可以達(dá)到99%，零下2度可以達(dá)到50%的恒流容量。這個是零下20度的倍率測試，最大放電電流可以達(dá)到15C，然后它的容量可以達(dá)到常溫的93%，零下20度做的是5C的充電，可以達(dá)到常規(guī)容量的47%。然后是零下30度做的是10倍率，可以達(dá)到常規(guī)容量的91%，做的是1C的充電，這時候1C還是可以充電的，可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的46%。最低溫度的測試，就是零下40度，5C放電容量達(dá)到87%，1C可以達(dá)到常規(guī)容量的23%。因?yàn)殁佀徜嚤旧砭哂斜容^好的低溫特性，但是為什么不同的電池體現(xiàn)出來的倍率特性不一樣，實(shí)際上我感覺還是在電池設(shè)計(jì)方面，因?yàn)槲覀兪瞧β实脑O(shè)計(jì)，所以主要是電池的集流設(shè)計(jì)，還有化學(xué)配方設(shè)計(jì)方面都有的特殊要求，才能把性能充分地體現(xiàn)出來。我們做的是5C的電流滿充滿放測試，目前顯示到7000次容量剩余是95%，估計(jì)一萬次到一萬五千次是沒有問題的。同樣也做了日歷壽命存儲方面的測試分析，在25度和65度分別進(jìn)行了滿電和半電的存儲，25度滿電基本上沒有不可逆容量，然后在半電的情況下也是能夠達(dá)到98%以上；65度，滿電和半電都可以達(dá)到97%以上。這款電池的安全測試，我們也進(jìn)行了國標(biāo)的測試，包括振動、沖擊短路這些測試都是全項(xiàng)通過。我們也進(jìn)行了12伏啟停體系開發(fā)，這一頁是我們12伏18安時的鈦酸鋰模塊，主要的優(yōu)點(diǎn)就是高低溫性能非常優(yōu)越，支持高倍率放電，主要推廣在特種車輛的啟動，比如說在高寒地區(qū)的啟動應(yīng)用，它的工作電壓范圍是6—15伏特，目前的重量是9公斤，能量密度在36瓦時左右。我們還進(jìn)行了這款鈦酸鋰電池的其他領(lǐng)域應(yīng)用摸索，是在冷庫的車上使用。這款電池和鉛酸電池相比，這款電池體現(xiàn)出來它的優(yōu)勢，低溫特性好、沖量輕，我們也通過了客戶的現(xiàn)場測試，在冷庫中使用的時間相當(dāng)于鉛酸電池的3倍，基本結(jié)構(gòu)是兩并一串，18安時的模組（音譯），最高充電電壓是14伏。

第三方面講一下我們在48伏啟停體系方面的產(chǎn)品開發(fā)情況。這款也是基于NCM體系，作為高功率電池的開發(fā)，我們想它不像能量那樣需要開創(chuàng)新的化學(xué)體系，硅碳、高電壓體系這些是不需要，我們是把現(xiàn)有的體系做到極致，然后把性能發(fā)揮出來，這是目前我們做的產(chǎn)品情況。它的比能量現(xiàn)在是95瓦時每公斤，所采用的尺寸是基于我們公司的一個標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，它的厚度是在13，寬度是148，高度是97，也可以通過國標(biāo)的安全測試，這款產(chǎn)品的日歷壽命在65%OC的情況下是10年的指標(biāo)情況。

現(xiàn)在講一下開發(fā)思路，因?yàn)槲覀儾⒉皇遣捎眯碌幕瘜W(xué)體系，就是傳統(tǒng)的三元材料，如果去做高功率的話，目前我們比較明確的方向和思路就是把三元材料納米化、球形化，這樣有更小的濾鏡，但是有比較高的密度，能夠達(dá)到更低的電阻和更高的功率水平。在負(fù)極方面也是相對比較簡單，就是顆粒小型化，原因也很簡單，就是縮小離子的擴(kuò)散渠道，見效顆粒的取向性，從而提高電池的倍率性能。在導(dǎo)電劑（音譯）方面，作用更加明顯，比如我們?nèi)ッ鼽c(diǎn)狀、線狀和面狀，可以提高電子導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性，同時能夠提高電極的韌性，還能提高電解液的浸潤（音譯）性能。電解液對于高功率電池也是一個非常必要的關(guān)鍵原材料，比如說在溶劑方面也是傳統(tǒng)的溶劑，在低黏度和低溶點(diǎn)（音譯）方面進(jìn)行不同的搭配。添加劑方面，也有一些新型的，尤其是三元材料，可以在正極方面形成更穩(wěn)定的膜，能夠提高高溫的穩(wěn)定性。還比如說一些脂類（音譯），可以提高穩(wěn)定性。安全性方面，擴(kuò)充添加劑進(jìn)行合理量的搭配，通過產(chǎn)期（音譯）原理的添加劑，從而來提高安全性能。

下面進(jìn)入這款電池的性能評估階段，這個是高功率電池直流內(nèi)阻測試，這款電池在50%SOC的情況下30倍率10秒是1.5毫歐。通過這個測試，我們計(jì)算出50%SOC情況下比重率（音譯）可以達(dá)到4000萬每公斤。這是啟停電池必不可少的低溫啟動和回饋測試，同樣是50%的SOC，進(jìn)行20倍率的放電，計(jì)算出30秒的直流內(nèi)阻，7.27毫歐，功率達(dá)到350瓦，基本上是10倍的功率。零下20度同樣進(jìn)行10C的充電，30秒的直流內(nèi)阻是6.08毫歐，功率可以達(dá)到420瓦。這個是在零下20度做的容量測試，1C的放電容量可以達(dá)到常規(guī)的84.52%，充電容量也可以達(dá)到82%。這是這款電池的日歷壽命的存儲測試，我們所做的結(jié)果是60度七天的恢復(fù)容量可以達(dá)到96%—97%，20度30天可以達(dá)到38%，對于高功率電池來說自放電控制還是有一定難度的。安全測試情況，容量相對不是太高的等級，所以安全性能也是非常優(yōu)越的。我們在48伏系統(tǒng)方面也做了初步的探索，目前標(biāo)準(zhǔn)的電池包12串，也有客戶要求是13串、14串，都做過方案，SOC的使用范圍是在25%—75%，然后10秒的放電功率可以達(dá)到20千瓦，10秒的充電功率可以達(dá)到17千瓦，整個系統(tǒng)的重量是5000克，通信協(xié)議是KIM（音譯）模式。樣品初步測試結(jié)果是節(jié)油率達(dá)到12%左右。

最后講一下我們在高功率電池開發(fā)的目標(biāo)，這些目標(biāo)也是通過我們的技術(shù)分析，也和國家的路線圖相對一致。比如說到2020年高功率電池功率密度要提升到5000萬每公斤，同時能量密度可以達(dá)到120瓦時每公斤，能夠更好地為我們啟停系統(tǒng)這個領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)行服務(wù)。以上是我的報(bào)告，謝謝大家！