2017年3月1日由
電池聯(lián)盟、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)
電池專業(yè)委員會(huì)主辦,中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)、北京理工大學(xué)支持,佛山市金銀河智能裝備股份有限公司協(xié)辦的大型公益“綠色能源·智能制造”暨動(dòng)力鋰電池技術(shù)進(jìn)展與智能裝備升級(jí)應(yīng)用論壇上,華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院王武生教授發(fā)表了《動(dòng)力電池壽命及安全對(duì)新能源汽車發(fā)展的重要性及技術(shù)方案》的精彩演講,以下是根據(jù)速記整理的文字,未經(jīng)本人審核,僅供參考。
大家可能都不知道,因?yàn)槲覐膩?lái)沒(méi)有參與過(guò)國(guó)內(nèi)任何有關(guān)電池的會(huì)議,今天是第一次。
我是一個(gè)做技術(shù)的,跟大家的區(qū)別在于 我沒(méi)有什么實(shí)體,也沒(méi)有什么生產(chǎn)手段,也沒(méi)有什么生產(chǎn)設(shè)備,我唯一的就是有思想,我的創(chuàng)新思想。
題目是:壽命和安全,但是沒(méi)法變成一個(gè)文件,分兩個(gè)文件講。我們要把這個(gè)東西做好,我們必須面對(duì)三個(gè)問(wèn)題。首先就是壽命。
壽命非常非常重要。剛才張謙講的觀點(diǎn)我也很同意。目前電池的壽命我們都知道,大概三年多一點(diǎn),董明珠為什么要做電動(dòng)汽車?一個(gè)重要的原因就是我買(mǎi)了特斯拉的車過(guò)了三年就不行了。如果我們?nèi)旮鼡Q電池的話,老百姓現(xiàn)在不知道只能用三年,塌毀認(rèn)為被我們欺騙了。也就是說(shuō)有一個(gè)巨大的消費(fèi)陷阱等這他,他們不知道。我們做過(guò)調(diào)查,如果他知道三年會(huì)更換電池的話,沒(méi)有人會(huì)買(mǎi)。就像張總說(shuō)的 ,你用三年以后每年節(jié)省的三四千油錢(qián)然后要買(mǎi)一個(gè)新的電池費(fèi)用。比如上海、北京、深圳由于牌照限制被動(dòng)去買(mǎi),但是其他地方幾乎不可能去買(mǎi),因?yàn)橐M(fèi)者從口中拿出真金白銀為環(huán)保埋單,目前還做不到。對(duì)于我們來(lái)說(shuō),現(xiàn)在進(jìn)入大規(guī)模消費(fèi)的過(guò)程中,為我們明天的發(fā)展挖出一個(gè)巨大的坑,這個(gè)坑一旦出問(wèn)題,整個(gè)行業(yè)就滅頂之災(zāi)。
怎么辦呢?我們要回答一個(gè)問(wèn)題,電池的壽命到底有多長(zhǎng),我的結(jié)論是十年以上。有人說(shuō)你憑什么說(shuō)十年以上?依據(jù)何來(lái)??jī)蓚€(gè)依據(jù)。去年我參加美國(guó)汽車工程協(xié)會(huì)的會(huì)議,他說(shuō)我們?cè)诿苄莅l(fā)現(xiàn)一個(gè)純電動(dòng)皮卡用了11年還在用。他們就調(diào)查,至少告訴我們一個(gè)事實(shí),
電動(dòng)車至少可以用到十一年以上。好比人的壽命,有的人活80,有的活70,有的活20,但是最長(zhǎng)記錄是活了147年。如果你有一個(gè)筆記本,我有一個(gè)電腦用了12年電池還可以用,但是它的時(shí)間從原來(lái)的4個(gè)小時(shí)變成了20分鐘,也就是說(shuō)它的儲(chǔ)電量大幅度減少,這個(gè)減少并不能說(shuō)明它的壽命不能達(dá)到十年。為什么?道理很簡(jiǎn)單,一個(gè)車間有一百個(gè)工人在生產(chǎn),原來(lái)每天每個(gè)小時(shí)可以生產(chǎn)一百件,現(xiàn)在只能做五件。誰(shuí)在做?現(xiàn)在原來(lái)那些工人在做,只是說(shuō)95個(gè)工人沒(méi)干活了。為什么他們沒(méi)干活?從化學(xué)角度來(lái)說(shuō),哪怕你一分鐘、一秒鐘還在放電和存電,證明這個(gè)電化學(xué)反應(yīng)還在進(jìn)行。我相信這個(gè)道理大家都明白。為什么一個(gè)封閉的電池有的還在進(jìn)行,有的不能進(jìn)行呢?這就是核心技術(shù),我們的技術(shù)優(yōu)勢(shì),就是我能夠把你的壽命進(jìn)行提升,從三年到十年。但是你是需要增加千分之一的成本,也不需要對(duì)生產(chǎn)工藝做任何改進(jìn),只在其中增加兩個(gè)環(huán)節(jié)就可以做到。憑什么做到這一點(diǎn)?原來(lái)4個(gè)小時(shí)變成20分鐘的三年3個(gè)小時(shí)40分鐘也能夠工作或者大部分工作,讓它不要離崗。這是我做的一個(gè)工作。我一直不做電池研究,我做的是電池回收工作,在回收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象,有的電池特別好回收,有的特別難回收。我突然來(lái)了一個(gè)靈感,從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)它不好回收,那么換一個(gè)角度是不是說(shuō)明壽命長(zhǎng)了呢?一個(gè)房子特別難拆掉,說(shuō)明它的壽命更長(zhǎng),從哪里找到這個(gè)秘密,這就是我勞動(dòng)的成果。我不像比亞迪去做什么磷酸亞鐵,我就是把你的電池進(jìn)行改進(jìn)就可以做到把它的壽命延長(zhǎng)。
我們看一個(gè)圖,一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)原理圖。當(dāng)你用到一定的時(shí)候就會(huì)脫粉。一個(gè)極板是疊加的,這邊脫20%,那邊脫20%,就相當(dāng)于脫40%,智能檢測(cè)就是看它是否脫粉,是否均勻。脫粉從外觀上來(lái)表達(dá)是什么?就是鼓包。當(dāng)一個(gè)電池在鼓包的時(shí)候,脫粉的外觀像手機(jī)電池鼓包、脫粉,就會(huì)產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)。為什么中間會(huì)鼓?因?yàn)榉蹧](méi)地方去,手機(jī)電池周圍是一個(gè)框架結(jié)構(gòu),它只能往中間走,這是手機(jī)。汽車有點(diǎn)不一樣,汽車是往下走的,手機(jī)是永遠(yuǎn)不會(huì)朝一個(gè)方向放著。所以我們做的工作就是對(duì)它叫做改性,改性以后就能不脫粉,就能延長(zhǎng)壽命。我們做的工作和現(xiàn)在大家做的都不一樣,我認(rèn)為現(xiàn)在的電池哪怕就是用了最古老的、最早期的材料,就可以做到十年,因?yàn)槭聦?shí)擺在這里。比亞迪能成功嗎?也不能成功,比亞迪三年后的大規(guī)模更換就會(huì)帶來(lái)巨大陷阱。比亞迪說(shuō)我能夠用五千次,那么我們就按五千次來(lái)算,五千次一次200公里,這是最低要求,就是100萬(wàn)公里,能做到嗎?汽車不需要么長(zhǎng)時(shí)間,一個(gè)普通家用車能油十幾萬(wàn)公里就相當(dāng)不錯(cuò)。一百萬(wàn)公里為什么做不到呢?就像我們講一個(gè)長(zhǎng)壽命,你要活到一百歲需要兩個(gè)條件,第一要有好的基因,比如像狗再怎么寵它、吃好吃的、再訓(xùn)練也活不到一百歲,因?yàn)樗幕驔Q定了。你是不是有好的基因就能夠活一百歲?不能,因?yàn)檫€要有健康的生活環(huán)境。就像烏龜可以活一百歲、一千年,可以活得到嗎?不可能,因?yàn)槿哪昃桶阉粤恕1葋喌峡梢赃_(dá)到5000千,孟總說(shuō)可以達(dá)到1.5萬(wàn)次,但是這個(gè)前提是脫粉,如果脫粉就沒(méi)有意義了。
我再講一講安全。我們講石墨烯,都絕對(duì)特別高大上,實(shí)際上它的應(yīng)用就是一個(gè)不敢較,兩個(gè)小伙子就因?yàn)檫@個(gè)發(fā)明獲得了諾貝爾獎(jiǎng),就是一個(gè)不敢較*。我做的工作就是把你們的壽命延長(zhǎng)。
我們?cè)僦v講安全。G20會(huì)議上公安部公布了一個(gè)信息,深圳發(fā)生了很多電動(dòng)車爆炸事件,當(dāng)然是電動(dòng)自行車而已,自行車的重量也只有鋰電汽車的百分之一左右。大家想想,一個(gè)汽車的爆炸是多么大的問(wèn)題,一個(gè)自行車電池毀掉了6層樓,這是做的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),我們想一想汽車。
為什么會(huì)爆炸?這個(gè)原理大家都知道,我不談原理,也不談現(xiàn)象。我們說(shuō)它為什么會(huì)長(zhǎng)枝晶,就是它表面不光滑。我把電解同的技術(shù)運(yùn)用到鋰電里面就發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)秘密。還是這一張圖,原理一樣,當(dāng)我們用到一定的程度以后,這個(gè)粉會(huì)脫掉,脫掉以后就會(huì)磨損。第二種原因,當(dāng)你它把在磨的過(guò)程中也來(lái)固化以后,涂漿以后表面是無(wú)定形態(tài),它表面是很光滑的,但是磨損的過(guò)程中揮發(fā)表面就會(huì)破壞,不再是光滑的表面,這個(gè)時(shí)候就會(huì)粗糙化。粗糙化的結(jié)果就會(huì)長(zhǎng)枝晶。表面粗糙以后,表面的電流就不是一個(gè)均勻的電流,電流強(qiáng)度非常高,表面所沉積的就不是均勻的。就像我們出去喝茶,如果我們說(shuō)10分鐘到位,每個(gè)人都會(huì)回到自己的位置上,如果10秒鐘可能大家就會(huì)跑步,那么大家就會(huì)搶座位,這是不規(guī)則的。不均勻就會(huì)刺穿這個(gè)隔膜。我有一款銅板被一個(gè)學(xué)生劃破了,那個(gè)銅板很貴,我舍不得扔掉,結(jié)果9個(gè)小時(shí)它就長(zhǎng)出來(lái)牙簽?zāi)敲撮L(zhǎng)刺穿了,所以長(zhǎng)進(jìn)非常厲害。當(dāng)然這是一個(gè)用了好幾年以后出現(xiàn)的現(xiàn)象。但是這個(gè)不是三星的問(wèn)題,它是因?yàn)樯a(chǎn)工藝上缺少一個(gè)環(huán)節(jié),我看了金銀河的工藝,也到很多小廠看過(guò),所有電池廠家生產(chǎn)都缺乏一個(gè)環(huán)節(jié),這個(gè)環(huán)節(jié)的缺少必然會(huì)引起邊緣長(zhǎng)枝晶,只要做一個(gè)簡(jiǎn)單改進(jìn)就可以解決這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)然還有隨機(jī)性,當(dāng)你很認(rèn)真地做這個(gè)電池,我想把這個(gè)材料做得非常好,做得很厚,這個(gè)問(wèn)題就暴露特別嚴(yán)重,如果我就是一個(gè)水貨,它反而不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。我也是做了很多的電解實(shí)驗(yàn)以后才發(fā)現(xiàn)這個(gè)秘密,這是三星的原因。當(dāng)時(shí)我們?cè)谥v這個(gè)事情的時(shí)候,三星公告結(jié)論的半年之前我就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)秘密一切,已經(jīng)申請(qǐng)了,給三星老總發(fā)了右鍵,他也回復(fù)了,當(dāng)然只是禮節(jié)性的回復(fù)我,這個(gè)也可以理解。包括諾基亞,我之前沒(méi)用過(guò),我告訴你諾基亞就是最大的電池手機(jī)生產(chǎn)商,為什么沒(méi)有?就跟電池一樣,當(dāng)時(shí)他認(rèn)為我有幾千個(gè)工程師,我還要你的外行技術(shù)嗎?恰恰這個(gè)外行技術(shù)很重要。三星也在走同樣的故事,歷史正在重演。三星一發(fā)文,采訪上所說(shuō)的原因跟我說(shuō)的一樣,但是一個(gè)三星電池我都沒(méi)拆,我就知道為什么會(huì)爆。為什么會(huì)這樣?生產(chǎn)工藝按照我們的公示改進(jìn)一下,只是千分之一的成本就OK了。如果你不做這個(gè)問(wèn)題就會(huì)存在,當(dāng)然不會(huì)馬上出現(xiàn),可是這里有一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念。我們說(shuō)百萬(wàn)分之一非常低,如果是特斯拉就變成了千分之七,賣(mài)一百萬(wàn)臺(tái)車的話,就等于有170臺(tái)車出現(xiàn)故障,這是非常大的一個(gè)量。我們的技術(shù)沒(méi)有什么好創(chuàng)新,我就是找到創(chuàng)物質(zhì),我是找到創(chuàng)物質(zhì)在哪里的那個(gè)人。
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