CIBF交流會(huì)張娜演講：力神動(dòng)力電池技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
6月20日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦的第十一屆“中國國際電池技術(shù)交流會(huì)”在深圳會(huì)展中心開幕。本次交流會(huì)以“動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池”為主題，重點(diǎn)關(guān)注了電池應(yīng)用領(lǐng)域。全球50多位電池業(yè)界頂級(jí)專家亮相交流會(huì)并發(fā)表了主題演講，來自50多個(gè)國家和地區(qū)的800多名行業(yè)專家、學(xué)者和企業(yè)家與會(huì)。來自力神公司的張娜女士在CIBF2014中國國際電池技術(shù)交流會(huì)上發(fā)表主題演講，以下為演講全文：
張娜：
大家好，我報(bào)告題目是力神動(dòng)力電池的技術(shù)、研究和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展。力神公司成立于1997年，一直從事鋰離子電池的研發(fā)和制造，公司注冊(cè)資金12.5億。公司的三大股東是中海油、國通高科，中國電科第十八研究所。目前，力神的鋰電池產(chǎn)能已達(dá)到9億Ah，其中動(dòng)力電池達(dá)到了4億Ah的產(chǎn)能。力神產(chǎn)品主要應(yīng)用于消費(fèi)類電子、動(dòng)力電池、光伏及超級(jí)電容器產(chǎn)品。
我報(bào)告的內(nèi)容分為三個(gè)方面：
首先介紹一下力神在動(dòng)力電池方面技術(shù)的重大事件。2013年4月，力神公司申請(qǐng)并獲批了國家鋰離子動(dòng)力電池工程技術(shù)中心，作為國內(nèi)首家鋰離子電池的工程技術(shù)中心已開始建設(shè)。該中心的主要任務(wù)是圍繞著力神動(dòng)力電池的產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用，進(jìn)行組織機(jī)構(gòu)建設(shè)、人才培養(yǎng)。主要目標(biāo)是建設(shè)共性的平臺(tái)和咨詢服務(wù)的平臺(tái)。該平臺(tái)包括產(chǎn)品技術(shù)、工藝技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)檢測、裝備技術(shù)、咨詢與服務(wù)等。值得一提的是，為了提高力神的咨詢和服務(wù)職責(zé)，在今年4、5月間，力神分別協(xié)助中央電視臺(tái)第十套科教頻道某欄目組錄制了兩期名為《電池危情》和《奪命電池》的節(jié)目，這也是專業(yè)知識(shí)和大眾普及相結(jié)合的一種很好的形式。工程中心的近期目標(biāo)是在2015年完成中心初步的建設(shè)，使力神動(dòng)力電池的性能得到顯著提升，能量密度達(dá)到180Wh/kg以上；長遠(yuǎn)目標(biāo)是到2020年，該中心具有自我可持續(xù)發(fā)展的能力，而且在動(dòng)力電池產(chǎn)品性能方面有更顯著的提升，能量密度要達(dá)到250～350Wh/kg以上，成本要降到1.5元/Wh。日前，包括力神在內(nèi)的八家電池廠家獲得了財(cái)政部、科技部、工信部三部委的新能源汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新工程的資助，力神將通過這一項(xiàng)目開發(fā)下一代的動(dòng)力電池技術(shù)。
我來介紹一下力神公司在動(dòng)力電池的技術(shù)方面和應(yīng)用方面的一些進(jìn)展。力神的動(dòng)力電池產(chǎn)品主要應(yīng)用在各種電動(dòng)車輛和儲(chǔ)能領(lǐng)域，涉及車輛的種類非常廣泛，包括EV乘用車、商用車、充電式和換電式，也包括HEV和PHEV。為達(dá)到這些應(yīng)用領(lǐng)域的要求，力神進(jìn)行了不同化學(xué)體系和不同類型的動(dòng)力電池的開發(fā)。
力神開發(fā)的3.2Ah18650電池，主要采用NCA化學(xué)體系，產(chǎn)品實(shí)際的能量密度可以達(dá)到240Wh/kg，在85%的容量保持率下，測量的循環(huán)次數(shù)為350次。力神還進(jìn)行了啟停和混合動(dòng)力碳酸鋰的電池開發(fā)，開發(fā)出2Ah和16Ah兩款產(chǎn)品。這兩款產(chǎn)品的循環(huán)性能非常好，而且大功率充放電也很優(yōu)秀。在16Ah、30℃連續(xù)放電的情況下，電池表面溫度約為64℃左右。力神還針對(duì)這兩款產(chǎn)品研發(fā)出了啟動(dòng)用12V電池，并進(jìn)行了一些項(xiàng)目的初步應(yīng)用。在方形動(dòng)力電池方面，力神的第一款產(chǎn)品是磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰的低溫性能較差，但是針對(duì)其低溫性能，力神利用納米材料開發(fā)出在零下40℃可以達(dá)到常溫容量90%的產(chǎn)品，且通過常溫的測試完全可以滿足各種容量在低溫下的要求。力神還進(jìn)行了長壽命鋰離子電池的開發(fā)，目前力神壽命最長的電池經(jīng)過測試6000次ECEC100%的循環(huán)，容量保持率在88%以上，而且通過預(yù)測循環(huán)可以達(dá)到1萬次。在方形電池方面，力神也進(jìn)行了儲(chǔ)能和容量的開發(fā)工作，力神的產(chǎn)品能量密度接近120W/Kg，表面溫升在可控的范圍內(nèi)。這款產(chǎn)品也成功應(yīng)用在歐洲用戶的叉車上。在方形第二代產(chǎn)品中，力神主要針對(duì)NCM體系進(jìn)行了VDA尺寸標(biāo)準(zhǔn)電池的開發(fā)。VDA：PHEV2第一代電池已經(jīng)可以進(jìn)行量產(chǎn)，這款電池具有非常好的倍率充放電特性，可以達(dá)到200A充放電的能力。而且這款電池通過了非?？量痰陌踩珳y試。力神的第二代PHEV2電池產(chǎn)品目前已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)定型，容量達(dá)到了34Ah，而且充放電的倍率較一代產(chǎn)品顯著提升，可以達(dá)到8C充放電，并且同樣通過了過放、過充、短路、針刺等安全測試。
力神還研發(fā)出針對(duì)HEV的應(yīng)用，這款產(chǎn)品的厚度是12.5毫米，寬度是120毫米，高度是85毫米，采用三元材料作為正極，負(fù)極為混合體系。其功率密度測試的結(jié)果是在50%HOC的情況下，功率密度可以達(dá)到3900W/kg ，目前的能量密度是89Wh/kg。在聚合物動(dòng)力電池開發(fā)方面，力神首款產(chǎn)品是高能量密度的三元材料產(chǎn)品，目前該產(chǎn)品單體電池比能量可達(dá)180Wh/kg，具有良好的高倍率充放電能力，進(jìn)行循環(huán)壽命評(píng)測的結(jié)果是800次循環(huán)后，容量保持率為94.8%。還有一款PHEV產(chǎn)品，容量是18.5Ah，其比能量可達(dá)到135Wh/kg，這款電池具有非常好的低溫充放電能力，可以在零下20攝氏度進(jìn)行充放電，零下20攝氏度充電功率達(dá)20W，零下30攝氏度放電功率達(dá)80W。該產(chǎn)品也通過了擠壓、短路等苛刻的安全測試。目前這款電池的循環(huán)壽命在1000次時(shí)，容量保持率保持在95.2%。在一些基礎(chǔ)研發(fā)方面，力神也取得了一些進(jìn)展，對(duì)于高電壓正極材料有一些初步開發(fā)，同時(shí)在4.6V負(fù)離三元材料和動(dòng)力體系開發(fā)方面也有一些可喜的進(jìn)展。
力神第一代產(chǎn)品應(yīng)用是在天津公交大巴的示范項(xiàng)目中，該項(xiàng)目已經(jīng)開始近兩年時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)：力神電池服務(wù)6萬次，總運(yùn)行里程366萬公里，累計(jì)充電量540萬千瓦時(shí)，且通過一段時(shí)間的運(yùn)營還未出現(xiàn)過任何故障和停車事件，用戶反應(yīng)良好。通過一年的運(yùn)行后我們檢測到了電池組的容量衰減在3%以內(nèi)。力神的第二代電池應(yīng)用是在儲(chǔ)能系統(tǒng)方面，包括30Kw戶內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)、30Kw分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)。在通訊用儲(chǔ)能系統(tǒng)方面，力神也開發(fā)了一系列產(chǎn)品，比如微站用48V， 30Ah至50Ah的系列產(chǎn)品，宏站用大容量600Ah和1000Ah產(chǎn)品等。最后介紹一下力神大型移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用和開發(fā)情況，力神有幾個(gè)兆瓦級(jí)系統(tǒng)在示范運(yùn)營，其采用的是力神的模塊化設(shè)計(jì)，且系統(tǒng)測試結(jié)果和響應(yīng)能力都達(dá)到了客戶的要求。
力神2013年的產(chǎn)能已經(jīng)提高到32億Wh，其中包括其他類型的產(chǎn)品。力神在其他的動(dòng)力電池產(chǎn)品和動(dòng)力電池應(yīng)用方面，以及超電方面都有一定的產(chǎn)能積累，其中超電的產(chǎn)能達(dá)到300萬只/年，光伏組建的產(chǎn)能達(dá)到了25兆瓦每年。
隨著產(chǎn)能和市場的不斷地?cái)U(kuò)充，對(duì)電池技術(shù)也提出了更高的要求，只有這樣才能在市場上具有更大的優(yōu)勢。力神的開發(fā)分為四個(gè)層面：在材料層面，力神正在進(jìn)行負(fù)鎳的開發(fā)和應(yīng)用、硅碳復(fù)合負(fù)極的開發(fā)利用，以及配合高密度含氟電解液和高電壓電解液的開發(fā)；在電池方面，力神一直根據(jù)市場需求，更新自身的技術(shù)指標(biāo)，包含在能量密度和功率密度方面的指標(biāo)；在產(chǎn)品模塊、機(jī)械結(jié)構(gòu)、熱管理方面、管理性能等方面，力神也有明確的開發(fā)方向；在系統(tǒng)集成方面，力神力爭到2018年使產(chǎn)品達(dá)到25萬公里續(xù)航里程的目標(biāo)。
以上是我對(duì)公司動(dòng)力電池產(chǎn)品的一個(gè)簡單介紹，謝謝大家。
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