2017年3月1日由
電池聯盟、中國電子節能技術協會
電池專業委員會主辦,中國電器工業協會、中國高科技產業化研究會、中國電子節能技術協會、北京理工大學支持,佛山市金銀河智能裝備股份有限公司協辦的大型公益“綠色能源·智能制造”暨動力鋰電池技術進展與智能裝備升級應用論壇上,中國高科技產業化研究會副理事長季恒寬先生發表了講話,以下是根據速記整理的文字,未經本人審核,僅供參考。
各位領導、各位專家、各位代表,第一我主要是來學習的,我們這幾年在國家非常好的政策支持下,取得了很大的發展,盡管問題不少,但是成績很大。去年我們鋰電池好象增長了79%,這說明在新能源汽車的核心技術就在鋰電池方面還是需求量很大,發展也很快。因為在座的有設備廠、有原材料廠、還有鋰電池廠,隨著整個鋰電池上下游產業都取得了很大的發展,這也說明需求的牽引力量非常大,盡管也有一些企業得到了處罰,有一些車里面好像沒有裝電池,進行了處罰,罰了款,但是這個不影響整個新能源及鋰電池的快速發展。秘書長說您能不能說一說鋰電池將來怎么發展,特別是固態電池有一些什么想法,我想講這么兩個問題:
第一講鋰電池的發展。
我有一個看法,鋰電池是在新能源汽車整個轉型發展當中處在一個比較重要的位置。在十多年前,奧巴馬和胡錦濤會談的時候就講了,誰掌握鋰電池未來的發展和高技術,誰就會在新能源上取得主動。在這個問題上,早在2002年的時候,我們國家就已經對新能源汽車和鋰電池的發展做出了規劃。在這個問題上,剛才張司長也說了,在工信部的很多政策上也加以引導,比如最近要求規模化,就是減少小型企業,浪費比較多,我們要規模化生產,特別是在汽車方面有時候還出一些指導性政策,比如某種產品安全問題比較多,就把它限制住。當然這個方法問題我們以后再討論。
我想說這么幾點:
第一,鋰電池是我們新能源汽車當中目前用得最多、發展最快,也是未來前途廣泛的一個核心技術。那么鋰電池的核心技術究竟在哪,鋰電池它的發展方向是什么。我簡單地按照以前各種產品的發展來講述,因為鋰電池屬于化學能源,它的介質我們從20世紀引進,我在工信部以前的老機構管理電池行業的時候,我們曾經在1991年即20世紀末的時候投資、研究鋰電池,但是由于這個鋰太活躍,相對濕度大于3%就有可能起哄,所以我們國家十八所,十八所是我們國家化學能源最早的一個研究機構,十八所的技術在國內有代表性,我們試制鋰電池的時候幾次由于起火,最后沒有成功,最后到了20世紀末的時候走了引進的道路,所以目前我們國內著名企業很多,主要還是引進了國外第一代的技術,具體來說就是液態電解質的小電池。不管它有多種材料,也是發展過程當中的品種,液態鋰電池而且是小型的,目前存在的問題一個是容量小、安全性差,因為容量小,五六個并聯,出一點問題還可以,但是隨著容量的增加,它的可靠性就會減低,它是一個乘法的關系。我們把這個小電池用到汽車上以后就出現一個問題,國內來講一般得五六千個,特斯拉要七千個,在這種情況下,七千塊電池管理該很困難,有很多同志說我是能管住的,既然你能管住為什么它老起火?你應該在它沒有起火之前就把它管住。實際上它還是管不住的,為什么?你有很多并聯以后,你的監測點就是并聯電池的電壓的最高值,起點你根本就測不到,一旦漏電或者溫度高的以后液體流出來,必然電極就燒起來了,一旦燒起來很快就像放鞭炮一樣地全燒掉。在這種情況下特斯拉比較聰明,從可靠性原理來講,它采取幾個措施,一個是試向模式變了,短路它就會起火,每個下面加一個保險鰳,一旦電流大了就斷開了,第二個不讓液體流到別的地方去,打了一個口,每一個電池放在一個桶里面。再一個溫度一高容易起火,就給它加上冷卻液,電池上全是管子,里面是冷卻液。但是這個成本很高,我查過特斯拉這幾年也至少燒了10輛車,所以安全問題是一個問題。再一個容量小,行駛里程就比較小。有一些專家就說支持山東低速微型車,但這個不是習近平同志所講的,新能源汽車是我們汽車產業轉型的主要目標方向。我們今天要說的新能源它必須是在目前汽車水平之上發展起來的,我們所講的未來新能源汽車絕對不是一個低檔的汽車,說低于現代汽油汽車水平的,絕對不是。
這個方面怎么解決呢?現在我知道國內電池廠、新能源汽車廠也在采取一些措施,但是還沒有大的起色。我們這幾年開會,有幾個問題大家現在統一了。第一,鋰電池不是說容量越小越安全,這個階段應該把它否了。為什么?大家現在可以看到,這個電池大了以后,它有很多性能變化了。比如說比亞迪據說已經做了480Ah的,德國也做了480Ah的,但是他們可能還是液態的電解質,還沒有根本上解決電池的根本問題。第二,解決電池的安全問題,大家又做了很多工作,其中有一種是通過聚合物的辦法把它做成膠漆,做成膠漆以后就不太容易流出來了,這是提高鋰電池安全性、可靠性的辦法。第三個就是固化。對于這個問題,國內專家有不同的看法,有的認為不可能,因為聚合物一聚合就是聚源體了,怎么能夠解決導電問題呢?實際上不是,現在國內已經做出來了,據知道日本也做了,但是要做得大,而且固化得好,沒有任何的殘留,這一點就是它的技術。在這個問題上,我們國內也已經做出了,而且有一些企業已經在做。我相信在一兩年以內有可能得到比較大的發展。所以鋰電池解決問題的一個主要方向就是固態化。將來我們在這方面要多做工作。我也跟一些大型企業老總商談過,為什么不在這方面加強研究,有的同志說我們研究了,但是比較困難,那么我們應該早日列入試點計劃或者是五年計劃。在這個問題上我覺得中國還是應該互相學習,美國有的東西我們都可以通過買專利花錢買回來,國外有的東西為什么不能去買呢?我看到有一些資料講了,現在我們還是跟韓國買小電池生產線,跟日本買生產線,我覺得可能以后你們會后悔。為什么呢?你老做這種小電池,外國人工藝做得比較精,比如日本、韓國抑制性比較好,相對失效的時間會延長,可靠性增加,我們在這方面要想做得完全一樣,目前可能還有一些差距。另外要從根本上解決,就是要把電池做大。做大以后不等于我們不要安全了,同樣的標準,一定要解決安全性的問題,另外做大以后有這么幾個好處,第一它的內阻減少。目前我們國家的一些企業做出來的單體500Ah的電池內阻只有0.35Ω,相當于現在18650的1%。用這個電池的車,現在在北京市原來的副市長即現在國家體育局局長茍仲文的支持下,已經運營了三年,有了168片單體500Ah的電池,總的存電量280多度,大概300度,行駛過程中這個車是18噸12米長的大巴,這個車每行駛一公里大約用電0.6度。你們可以算一下,比如部里的政策一個要求我們電池的能量增加,現在鋰電池每公斤大概在120Wh到200Wh,這個電池算下來大概在每公斤130Wh。這個是串聯,沒有并聯,解決了一個問題,每一個電池上都有一個檢測點,都裝了一個芯片,所以每一個電池在我們控制中心都可以了解這個電池的工作狀態,電流多少、電壓多少和相鄰電池之間的電壓差是多少,在整個運行過程當中它出了什么狀態,一旦發現這個電池某個參數超過了我們設定的預值,我們就告訴汽車下次把這個車開到維修點,把電池換掉。到目前來講三年運營當中還沒有發生過問題。這樣一個運行式就保證了系統的運營。再一個是由于內阻小,這輛大巴車上沒有任何散熱器。大家就覺得奇怪了,那么大的電池熱怎么散出去?168片加起來的內阻不到一個歐姆,大概接近于2噸重的電池,一個歐姆的電阻,當你啟動的時候,電流比如200A,70Kw的電機兩個,即使幾百安培也沒有多大電量,所以不會發熱,這個車跑八達嶺,我親自陪法國一個公司的副總裁,他搞了一個汽車拉力賽,他根本不相信這個車里來還沒有散熱器,我們跑了八達嶺,一圈下來以后一摸沒有熱,而且是夏天,根本不發熱,這就從根本上保證了它的安全。第二個沒有傳動性,變速系統無極變速。充一次電保證350公里,測試的時候是480公里,按照當時茍仲文同志的要求,北京市大巴每天平均跑20公里,保證350公里的話,我晚上在停車場充電,第二次早上一跑就完了,所以北京市就不需要建那么多充電站。現在北京建了約30多個充電站,一個充電站據說要花好幾千萬,誰去充電?你說大電流快充,三百多的電充得起嗎?從科學來講快速充電在這個電池上不是一個解決問題的辦法。關于鋰電池的發展,我希望我們在這方面多做工作,而且國內已經做出來了,而且已經生產了,到今年應該是第八個年頭了,希望大家在這方面做一個交流。
第二,從電流的分類來看,目前來講我們用的是化學能源。因為矛盾多,比如化學能源有污染,就可能出現新的東西,所以我想給大家說一點我自己的看法,不一定合適。去年諾貝爾物理獎是美國的三個數學家,通過物理學的原理,證明某種纖維是導電的,但是它里面有一個結構是絕緣的,三個數學家發現了某種材料是導電的,中間也有可能是絕緣的,這個中間的發現預示著未來有可能出現新的材料。這個諾貝爾一評比,三個人就得了獎。現在能不能從植物上發現新能源材料呢?我們中國做得工作很細,到現在沒有宣布,也沒有發表論文,我在這里只是從概念上講一下,就是說我們已經做出來,用植物纖維做出來新能源的電池,這個電池是一種物理電池,目前我們給它制定標準草案的時候是這樣定的,環境溫度負55℃到正125℃,能夠經受振動10到2000赫茲20個G的振動,它的內阻1.4個微歐姆厘米,比大的鋰電池內阻還要小,這種電池一般投產的話,比如說手機上的電池只需要一片,0.4毫米的厚度,一片電池,而且它能夠快充,因為它是物理性的電池。
我為什么說這個事情呢?由于需求,它會帶領科技的發展。最后回到習近平同志講的一句話,我們中國人要有志氣,要敢于創新,特別是在新能源汽車界,在鋰電池界,在其他新材料方面,我們中國人應該有志氣,要敢于創新、勇于創新,而且要實現創新。我就給大家講這幾點,講得不對的地方請大家批評指正,主要向大家學習。
(責任編輯:王杰)