塔菲爾新能源龍繪錦：世界能源革命下超長壽命動力電池的機會
圖為塔菲爾新能源科技有限公司董事長龍繪錦發(fā)表主題演講
5月22日，“2018第一屆新能源汽車及動力電池(CIBF深圳)國際交流會”在深圳會展中心舉行。塔菲爾新能源科技有限公司董事長龍繪錦在“動力電池產(chǎn)業(yè)鏈專場——融·突破桎梏 攜手發(fā)展”主題論壇上發(fā)表演講。以下是演講內(nèi)容：
塔菲爾新能源科技有限公司董事長龍繪錦：
尊敬的各位領(lǐng)導、各位專家、各位嘉賓，大家上午好!非常榮幸收到主辦方的邀請，能給大家做匯報，在匯報開始之前，首先我代表塔菲爾、代表動力電池行業(yè)對一直在這個行業(yè)這么多年兢兢業(yè)業(yè)、踏踏實實、操碎心還一直奮斗的同仁們表示崇高的敬意，謝謝。
我是吉林大學化學系畢業(yè)，2007年進入這個行業(yè)，一直從化學的角度思考這個問題，我在這里代表學化學的人發(fā)出自己的聲音和自己在這個行業(yè)的體會。
最近在市場上做了很多調(diào)研，之前做了很多年的技術(shù)，2013年去跑市場，接觸了很多車廠和新能源行業(yè)的同仁，漸漸感覺到市場呼聲越來越大，想做事情的人越來越多，但是也很痛苦，痛苦的來源是消費者沒有接受這個事情，能源革命一定會到來，很快，快在哪兒?一瞬間!一瞬間消費者覺得這個賬能算過來，覺得駕駛體驗已經(jīng)接近生活，這個轉(zhuǎn)變就過來了。我正好在電池行業(yè)，我今天講的世界能源革命就是指新能源汽車行業(yè)。
很多做儲能的人都知道，鐵塔刮起暴風驟雨的時候，他們要用大量的電池。儲能要用電池，新能源汽車要用電池，電池在能源革命中發(fā)揮了很重要的作用。但同時電池在中間又是拖后腿的角色，最早的汽車就是電動汽車，那個時候用的是鉛酸電池，鉛酸電池拖了后腿沒辦法走向燃油。另外智能手機革命也是由電池的輕量化帶來的。
今天我報告的內(nèi)容有四個部分，首先是簡單講一下能源變革的趨勢;二是匯報一下電池壽命研究的進展;三是壽命的測試方法和預(yù)測結(jié)果的驗證，其實壽命檢測是很費時間的，我們要用十年、二十年，怎么樣檢測?怎么樣判斷?到底靠不靠譜?非常復雜。第四方面，我想講下電芯BOL及EOL性能對比。
當前的能源結(jié)構(gòu)，清潔能源占到2.8%，2030年之前清潔能源占比將會超過30%，這是多大的市場?剛才吳志新主任講了，新能源汽車市場有多大?世界能源市場有多大?我不知道，最近比較火的是軟銀在沙特要投入2000億做200GWh，將來這塊肯定是幾十萬億的市場。
這個市場為什么一直沒起來?大家都想做一件事情，太陽能、風能。太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、水力發(fā)電現(xiàn)在已經(jīng)很便宜了，但是這些電怎么能到用戶手上?要考慮發(fā)電的季節(jié)性、時間性，通過儲能系統(tǒng)儲存，包括電網(wǎng)的輸送才能到用戶的手上，包括電動自行車、新能源汽車、船、公交車、基站、低速電動車，都是儲能的一部分。
電池用的是同一個電池，如果電池都用上，如果把標準能統(tǒng)一，這場革命的第一步應(yīng)該就要開始了。但現(xiàn)在電池的壽命大家都在擔心，電動自行車用了兩三年，新能源汽車用5-8年，儲能要用10-20年，儲能做得過來嗎?我博士畢業(yè)做的第一件事情是動力電池壽命的開發(fā)、驗證。后來通過幾年的時間研究，動力電池的壽命是可以完全做到很長很長，比我們想象得還要長。
剛才我所談到的電動汽車、低速電動車、儲能、基站、電池回收、電池生產(chǎn)都是同一件事情，怎么把梯次利用做好?需要有商業(yè)模式，需要有擔當?shù)娜耍踔烈泻艽蟮募瘓F挑頭做這件事，可能要整個產(chǎn)業(yè)鏈配合做這件事情。包括今天的論壇給我們大家搭的平臺，接下來大家是不是可以看一下怎么做這件有意義的事情。
(PPT)這是我們現(xiàn)在典型的，自己做的電池壽命的測試結(jié)果，左邊的是三元電池120Ah，它的電芯能量密度是210wh/kg，如果把能量密度下降，壽命可以做到80%，能量密度做到210wh/kg左右，壽命就是2500到3000次之間，這塊電池應(yīng)該用到八年左右，磷酸鐵鋰120Ah，我們是測到70%，現(xiàn)在做到7000循環(huán)，7000循環(huán)還有70%的容量剩余，如果用到儲能、低速電動車已經(jīng)是1萬次，60%左右可以用到1萬次。
之前走入一個誤區(qū)，車廠給我提一個意見，壽命做短點，成本降下來。后來我反過來想，如果把壽命提高一倍，是不是成本降了一半?這個商業(yè)模式是比較難的，通過延長壽命降成本的方式更值得我們?nèi)ヌ岢?/p>
明年就會在曲線上提高一倍，80%用磷酸鐵鋰電池可以做到1萬次壽命。有了一塊長壽命的電池，我們基于這些基底的分析，我們在2011年的時候，花一年的時間專門搞清楚電池壽命為什么會衰減。當時很多人提過，正極材料結(jié)構(gòu)的坍塌、負極結(jié)構(gòu)會不會有什么問題?我們正極材料和負極材料都特別的穩(wěn)定，負極里面的保護膜出的問題是最大的。壽命衰減的根本只有一個原因，當然這是好電池，電池是很穩(wěn)定的，慢慢消耗活性鋰的減少，120Ah都是鋰充進去放出來，它在負極表面會形成一個膜叫SEM，大家可以想象到負極的表面，負極是膨脹的，出來之后會變小。這個膜要有一些孔洞又要結(jié)實，這是我們花四到五年研究怎么把這層膜做好，通過鋰離子的控制多加一些鋰離子，通過這幾方面的努力可以做到動力電池用到十年以上，梯次利用可以用到二十到三十年甚至更長。
2011年我們接觸到一個很重要的客戶，要把壽命做長，要用十年，你測定我看看。現(xiàn)在包括文獻上，以及全世界做這行比較多的專家提出一個經(jīng)驗公式，包括SOC、電流大小，一定不是測到十年之后再判斷。我們建立了一套壽命預(yù)測模型，通過我們實際應(yīng)用的例子，現(xiàn)在對壽命的預(yù)測基本上一塊電池通過測一年半的時間可以預(yù)測到它壽命可以做到多長，測試一個循環(huán)不太現(xiàn)實，這都是我們計算的過程，取了很多樣品，這是我們挑一塊電池中間計算的方法。
現(xiàn)在循環(huán)預(yù)測已經(jīng)很準，現(xiàn)在大家都在看循環(huán)，實際上的應(yīng)用不是循環(huán)，實際的應(yīng)用是看工況測試。這個模型當時做了五年，對各種工況都有模擬公式的計算，還不能說百分之百的準確，還要對他進行大樣本的供給，還要做分布。我們用現(xiàn)有的電池技術(shù)做了評估，用到70%的時候，大概可以用到22.6年，其實是有分布，現(xiàn)在可以用到22年。
這是對電池做的預(yù)測，基本上是按照預(yù)測在走，剛才也給大家展示的壽命，我們光講循環(huán)沒意義，電池放在那兒也會掉，三元電池80%可以用到8-10年，磷酸鐵鋰電池放置加上循環(huán)不到10年，將近10年。
我們剛才講了幾個維度，講了溫度、循環(huán)和存儲壽命，我們講的壽命維度是容量，另外我們還關(guān)心功率，我們對功率也做了平衡的研究，功率掉到10%以下車根本就跑不動，很多客戶對我們提出功率的要求，80%容量的時候，功率不能低于初始功率的70%。功率的下降比我們的容量還要快，我們可以把功率作為壽命判斷的標準。這是功率的數(shù)據(jù)，我們能看到跟剛才的對比，每隔500和1000個循環(huán)做出功率的測試，功率也有模型的建立，我們明顯能看到，在三元電池功率下降中，比磷酸鐵鋰功率的下降還要快。
秦興才總講了安全性，在電池使用過程中，DCR功率是下降的，對安全性的影響，內(nèi)阻提高，對安全性是有好處的，使用的過程中安全性是變好的，我們不排除中間會有出現(xiàn)短路的情況、過充的情況，我們也做了一些分析。
正常合規(guī)的使用情況下，惡劣的情況會變好，短路的風險會通過一些裝置，規(guī)避正常使用的風險。這是我們做的過充實驗，壽命最開始的時候做過充實驗，開始和結(jié)束的時候反應(yīng)會變好。我們再做一下擠壓，擠壓我們也做了分析，擠壓對電芯內(nèi)部的破壞，引起電芯內(nèi)部的失控，導致熱失控。短路的過程中，壽命循環(huán)的過程中，內(nèi)部惡化時候的反應(yīng)反而沒那么劇烈。
我要講的是這么多，謝謝大家。
(根據(jù)嘉賓發(fā)言整理，未經(jīng)嘉賓審閱)
相關(guān)閱讀：
驗證碼：
