黄学杰博士在CIBF2016国际先进电池前沿技术研讨会中发表题为 “未来几年用于新能源汽车的锂离子电池发展预测” 的技术交流报告。
在十几年前的时候，那个时候我是支持锰酸锂电池在电动汽车产业的应用，差不多在7、8年前的时候，我大力地支持磷酸铁锂电池运用于电动车辆。
今天面临磷酸铁锂和三元有不同的看法，我认为这是可以在电动汽车产业里面并行的发展，各自发挥自己的特性，考虑其循环寿命、安全性、密度等特性，选择适合的电池。所以说，无论是在大车、小车，安全可靠的电池首先必须是高水平的电池。
无论你是用什么材料，你如果做的不好的话，它同样也不可能是安全的，这是一个开场白。
未来的汽车电池怎么走？简单地说就是材料跟制造技术，两者都会同步的进步。
早晨我也说了，电动汽车的这种快速的增长，电池的这种产量快速的增加，所以说，中国的动力电池已经成了国际相关的锂电的材料。中国已经在国际的动力电池市场上占据了相当大的影响力。
今天这个电动汽车，刚才也有很多精彩的报告，包括整车企业的，包括电池企业的，大家都提到了一个痛点，也就是说，希望我们的这个电池能够充一次电能够让车辆跑更长的里程，希望它更安全、更可靠、更便宜。
这个是ANL和BMW发的一篇文章，我们的电池包在功率特性上基本上满足市场的要求，你车子要动起来，在其它几个方面，在能量方面，能量密度方面，在寿命、成本等等这方面都要改进的余地。在这里面我要特别提醒一下，大家刚才都比较注意，就是说多少瓦时每公斤，也就是说到底是150还是200还是300还是500？其实对于乘用车来讲还有一个很重要的指标，就是瓦时每升。
手机里面大家都知道，瓦时每升才真正的叫能量密度，瓦时公斤严格的发音叫比能量，而不叫能量密度，这是两个不同的概念。对手机电池大家更关注的是什么？关注的是能量密度，同样的尺寸不管你的重量重，你都要有同样的电能。
对于乘用车来讲，有时候你的重量可以略微重一点，但是体积必须要严格的控制住。你让人家把腿抬起来，人家的后备厢里又没有了空间，这都不是你增加续时里程的办法。
特斯拉采用了18650，松下把18650做到了个很高的水准。900个18650，900个毫安时到一个安时左右，今天涨到了3点几个，尺寸没有变，但是这个里面真正变的是什么？变的是能量密度的材料用进去了，我同样的空间里面，我单位体积里面正负极体积的能量密度提升了，这个是要做一个说明的。
中国的电动汽车发展的快，汽车行业对电池行业的压力是越来越大的，大家刚才都看到了，咱们对100多公里都不满意，希望有300多公里的，还有想要500多公里的。
咱们是电池的协会，人家有一个卖汽车的协会，他们制定了一个路线图，这个路线图里面就要求，你的电池必须搞到300瓦时。实际上更现实一些就是说，对于锂离子的这个体系，今天的锂离子的体系，300个瓦时每公斤，作为动力电池用的话已经是一个很大的挑战了。刚才专家们也讲的，未来还有金属锂电池还有固态等等的这些考虑。
今天在汽车行业关心电池的时候，不仅仅是能量了，还有一系列的指标，最后关心的是电池、系统的指标，挑战非常之大。
国家的重点的研发计划，我们也参与了相应的规划，但是，这个启动就会晚一些，国家的事情，涉及到了好多个部委，到今年才开始启动项目，今年这个合同也没有签下来。科学院的动作会快一点，在3年前启动了这个计划，2年多前把钱拨下来了，所以说希望到18年的时候可以做到。有人说了，我要把这个能量比提上去了，这个车子一次能够跑300公里，我只要保200公里，是不是700次的寿命就够了？其实不是这样的，对电池来讲，我能把它的寿命做的高一点，即使你的比能量低一点又有何妨？为了10%的比能量，为了5%的价格，你做成这样，你是没有价值的，你带来的能源和环境的负担是非常重的。
对于企业来讲，不要只是追求你在市场上这一年能够比别人多挣一点钱，你应该想到要做更大、更好的产品，未来才有可能成为一个不错的企业。
高比能量电池大家说起来都挺明白的，过去做的锰酸锂、磷酸铁锂都是低比能量的，大家都习惯讲比能量了，所以我也就讲一下瓦时每公斤。这些事情做起来是很难的，比如说打硅负极的这项事情，比如说高容量纳米硒负极这个材料，停了一段时间，这个是在烧投资人、纳税人的钱，不说一个亿，7、8000万也差不多了。在这里我们就要把它的尺寸变小，这样就可以提高它的循环性能了。
你可以把这个材料做起来，你也可以做的很漂亮，但是，挑战仍然是存在着的。
今天，我们每一个人，你这里面破坏跟重构导致了活性锂的消失。我在想，现在是一个蛮关键的时候。
今天科学院的团队，物理学的团队，李红（音）带着宁波材料所做了一个300瓦时每公斤的电池。你可以展示出来，我可以把比能量做到，但是接着的话是什么？比能量问完了之后就会问你能量密度怎么样，你的寿命怎么样，室温的寿命可以了，高温的寿命怎么样，这个还在进步之中。总的来讲，这只是其中的一个方向，我现在真正感兴趣的实际上是两个方向同步进行，一个是我们往这个里面加硅，你加的负极的容量越来越高的时候离金属锂就越近了。
我们不仅仅是在追求高容量，我们还要考虑你这个电池能不能在低温下面快速的充电。现在我们有一个考虑，我们要把硒加进去，这样就可以形成一颗一颗的纳米颗粒分散到碳里面。这个是一种合适的循环性能，在这里面我要给大家展示的是什么？就是在低温下面会有很大的区别。
在低温下面， 左边这个是什么？这种材料是在零下20度的时候你进行充放电，还有130毫安时每克的能量，这个时候你要换成石墨的话就会很少了。石墨实际上有一个特点，你要从里面拿出来的时候实际上是相当快的。一个电池你放电放的有多快，是取决于正极的，充电充的有多快，能不能够接受更多的时候是取决于负极的。你进到石墨里面是一个很慢的过程。
我把硒加进去以后我们可以看到，在低温下面，你是可以充电的。所以说，在材料的体系里面还是有一些创新的机会的。
接着来说，是正极的这一块，这么多的正极材料，这个正极材料不仅仅是要关心它的比容量，我们现在讲的毫安时每克讲的是比容量，同时也要关心这个材料的密度。正极材料你要想让它能够在电池里面用好，让电池有更高的能量密度，你必须做到“三高”，也就是说比容量高是不够的，同时电压也要高，再加上密度要高。这个时候这种材料的能量密度才能够上去，这个时候你才能够做出更高的能量密度的电池，满足乘用车发展的需要。所以说，这一系列的材料就不多说了。
今天大家花了很多的精力去做三元，去做锰基的材料。
N年前我们发现把这个氧化铝加到里面去， 放在正极那边。另外也有一篇文章，哪一级都不要加，就把氧化铝扔到电解质里面去，这样就可以提升你的性能，我们不信，很多年之后，我甚至想压制这篇文章的发明，其实最后就发现了，氧化铝就是这么一种神奇的材料，这里面的机制，这种氧化物可以跟氟化氢反应。后来这种技术同样被用在了锰酸锂上面了。刚开始我在高压这个材料的时候也试图采用了氧化铝。
这个材料本身很有意思，你跟磷酸铁锂是一样的，你的容量是多少，基本上第一个回合都拿回来了，第一次正好可以跟你的石墨对起来，所以说今天室温的电池也可以有不错的性能。跟硅碳来比现在还是有一些差距的，还是在70%的水平。
总的来讲，在高压的这路上，我们也在努力，大家更多的在做这种高比容量的材料，我们关注的是高密度的材料，高电压的材料。
除了这种能量型的电池之外，我想明天还有报告，会讲到高功率的电池。
对于我们这种插电式的车，混合动力汽车，包括48伏的轻混和微混，这个也是非常重要的，咱们是到2025年，假设每年在中国生产500万台的新能源汽车，跟我们其它的燃油汽车来比仍然是一个很小的比例，那个时候我们总的汽车的量会是3700万台，你不仅仅要关注百分之十几的新能源汽车，我们还要关注80%非新能源汽车的电池，更多的还要用到高功率的电池。
我想展示一个例子，比如说一款8安时的高功率电池，你不觉得它有什么不同，但是，在这种大电流的充电的情况下，10C的这个点，而且把温度升到45度的时候，你会发现它仍然有接近2000次的寿命，还有80%的容量。对功率电池来讲容量不是一个重要的概念，它的功率才是一个更重要的概念。
对乘用车电池我们关心的瓦时每升，对商用车我们可能关心的是瓦时每公斤。
系统的技术也非常的重要，刚才北汽的陈博士、宇通的尹博士都讲了很好的系统，我就不多讲了，所以就是说，好的电池必须有好的系统，这些是非常重要的。
技术是一个方面，制造是另外一个方面，科学院的团队是相关的一些装备的研究所，沈阳自动化所，包括一些企业一些联合起来，建立一个开放式的动力装备技术的平台，我想有一些装备企业、电力企业都去访问过，这个是工业级的装备，也就是几十米的装备，但是是一种新的工艺。对这些设备，我们无论是在控制还是在测量上都做了精密的改进。
它可以做什么？可以高速的涂布，就根据你的需要来设定你涂布的这种区域，满足我们电池设计的这种要求，让你的材料能够100%的得到利润。这个是一块。
同样的，在电池设计的这一块，到底是圆柱的好还是把它压扁了好，还是做成叠片好？如果你只谈价格，这个是最好的，这个是最差的，如果你谈这个的话，如果你谈这种寿命的话，可能是叠式的会好一些，今天我们的材料都是软极片的，无论是三元材料还是纳米的磷酸铁锂的材料都是软极片，当你变成硬极片的时候，你就要小心了，你的这种工艺将会失灵。从这个方面来讲，一定要有新工艺的探索。
同样的是叠片工艺，也有不同的叠法，北汽是这样的，三元是这样的。所以说，我们要开发相应的装备，能够实现自动化精密的生产。所以就提出了一个工艺模式，你要能够适应它。
今天，大家觉得切片太慢了，大家又提出了负极不切，正极的靠激光的在线切割，这个也在这个平台上开始运行起来，验证起来。
刚才这个分别是两个合作伙伴一起合作的。大家可以看到，新的工艺也在不断的往前走，同时，做出来的电池好在什么地方？差又差在什么地方？我们更多的是通过外特性来测试，物理所现在建立了一个供应平台，电池可以在隔绝空气的条件下来进行测检。
这个平台是对全球开放的，也希望有更多的企业跟我们一起来使用这个平台。
我们理解了电池，我们有了创新的材料，有了创新的工艺，大家一起来努力，我想在未来的5年为汽车工业提供好的电池。这就是我报告的内容，请大家批评指正。
