本次會(hui) 議由一個(ge) 高峰論壇和三個(ge) 主題峰會(hui) 組成，在關(guan) 於(yu) “促進動力電池安全的前言技術與(yu) 保障體(ti) 係”主題峰會(hui) 上，主要研討了動力電池安全體(ti) 係評估;提高電池係統整體(ti) 設計的合理性;同意規劃整個(ge) 電池係統的安全防護;電池產(chan) 品認證和檢測;大數據推動電池智能化管理，提升安全保障;新體(ti) 係動力電池研發現狀及安全挑戰;產(chan) 業(ye) 政策對電池安全的保障。

　　Envate電池公司聯合創始人、副總裁George Chen發表主題演講，內(nei) 容實錄如下：

　　　　謝謝大家。既然今天第三峰會(hui) 的主題是促進動力電池安全的發展，所以我就想從(cong) 這個(ge) 方麵來引出，剛才王芳老師講過，有四種不同的角度、不同層麵來改善提高安全，第一個(ge) 是從(cong) 材料層麵做起，我們(men) 今天就從(cong) 化學材料方麵來闡述一下我們(men) 做了些什麽(me) 技術創新。我這裏所指的所謂化學材料就是以矽作為(wei) 主導的負極。我順便糾正一下，今天可能有人說負極要麽(me) 是石墨碳，要麽(me) 是矽碳，其實是錯的，以業(ye) 界的習(xi) 慣來說，百分比多的那個(ge) 元素一定要放在前麵，既然要說也隻能說碳矽，不能說矽碳。因為(wei) 今天的做法是在石墨碳裏麵加少量的矽作為(wei) 添加劑，矽的成分不會(hui) 超過10%。我們(men) 是用完全不一樣的做法，我們(men) 的負極幾乎是純矽的。一會(hui) 兒(er) 簡單介紹一下我們(men) 是怎麽(me) 做成的。由於(yu) 做成以矽為(wei) 主導的負極有兩(liang) 個(ge) 方麵的優(you) 勢，一是從(cong) 而從(cong) 根本基礎上解決(jue) 了最關(guan) 鍵的安全隱患-析鋰，我們(men) 的矽負極不會(hui) 產(chan) 生析鋰，從(cong) 而不會(hui) 造成鋰枝晶，這是直接對安全的貢獻。第二是間接對安全的貢獻，有了這個(ge) 矽負極帶來很多優(you) 勢，包括增加能量密度同時可以超快速充電，這樣給所有的同仁，包括做電芯的和做電動車的廠商，提供了一個(ge) 全新的設計概念，設計電池和電車的時候可以有更全麵的綜合考量，把加強安全因素提高到更高的層麵來。

　　這麽(me) 多年來有很多因素和壁壘造成大家不願意買(mai) 電動車。林林總總，側(ce) 重先後不一。但據我所知，自從(cong) 今年1月份百人會(hui) 開過大會(hui) 以後，所有我參加過的的國際會(hui) 議，基本上都歸納成這樣一個(ge) 次序(裏程焦慮和充電不便時間太長，價(jia) 格下不來，性能有局限)。非常巧的是，這個(ge) 順序和跟今天早上百人會(hui) 張老師講得一模一樣，第一就是擔心裏程不足和充電問題，第二，還是有價(jia) 格差的，這個(ge) 價(jia) 格差不單單是因為(wei) 電池，因為(wei) 電池的局限性，大家拚命一味搭配越來越大的電池，所以電動車價(jia) 格下不來，缺乏選擇性。最後是在低溫的氣候情況下目前的電動車的性能有很大的局限性。安全放在第五位是普通消費者想的，因為(wei) 畢竟電車目前普及很少。但是業(ye) 界的同仁實際上應該將安全性的提升和保障放在很前麵。我記得歐陽老師今年講了一句話：“安全應該是在能量密度之上考量的一件事情”。以這個(ge) 作為(wei) 一個(ge) 引子。我們(men) 公司的願望和信念就是我們(men) 的技術可以把這幾個(ge) 主要壁壘全部清除掉，非常坦白講，如果把阻礙清楚掉大家就會(hui) 買(mai) 車子。

　　我們(men) 是在美國開了多年的一家公司，主要技術創新是矽負極，包括做矽負極配合的最佳電解液、以及整個(ge) 電芯的研發公司。我覺得我們(men) 這個(ge) 技術如果做出來之後，有一個(ge) 關(guan) 鍵點來消除剛才講過主要的壁壘。這就是我們(men) 可以做到快速充電4C、6C、8C，隻要電網承受得了，同時我不會(hui) 犧牲能量密度，這是非常關(guan) 鍵的。今天這兩(liang) 件事情一定要同時講，不能分開講。高速快充和高能量密度一定要同時講才有意義(yi) ，單講是沒有意義(yi) 的。第二，通過有了這個(ge) 快速充，我們(men) 可以使廠商製造比較小的電池低成本電動車，第三有絕佳低溫運行，第四可以提高電池安全性能，技術的內(nei) 在優(you) 勢防止析鋰。我們(men) 還是一個(ge) 小型公司，大概有8-10年時間，我們(men) 非常自豪的是，鋰電池技術的先驅Dr. Goodenough在我們(men) 公司技術委員會(hui) 裏麵，也是他接受作為(wei) 技術委員會(hui) 成員的唯一的一家公司，對我們(men) 的創新技術前景非常認可。

　　現在來看看到底有什麽(me) 重要的技術指標可以支持我們(men) 講這些話。首先大家都知道矽有做為(wei) 負極的非常好的特性，但是目前矽做不成負極的困難也是人人都知道。今天如果我們(men) 把矽負極做成了這個(ge) 事情就先走出了一大步。首先我不是用納米級的，我是用微米級的，所以在成本上有控製，而且是一個(ge) 非常普通的不貴的材料。第二，最為(wei) 關(guan) 鍵的，我不是將矽塗到銅片上去的，所以我不用黏結劑，多數的龜裂都是膨脹係數不一樣破裂了，所以充電幾次後負極就壞掉了。第三，我們(men) 想了一個(ge) 辦法，把所有微米級的材料做成單體(ti) 化的一體(ti) 膜，你膨脹你的我順其利導，隻要控製膨脹的範圍就不會(hui) 碎掉，這是關(guan) 鍵。既然這樣做成了，大家來看一下技術指標怎麽(me) 樣。其實大家都很知道，對於(yu) 矽來講可以做到3000mAh/g比容量，對比石墨大概有將近10倍，這個(ge) 大家都知道，可是我在設計的時候，我記得剛才哪位老師講過，負極有1000就夠了，我們(men) 在電芯設計時隻用了1200到1500mA/g而已，我有這麽(me) 大的比容量，設計的時候隻用了一半。再一個(ge) ，我在今天隻用了一半和不到一半的情況下我已經可以達到800Wh/L或者300Wh/Kg，已經可以做到了，後麵還有很多提升的空間，我今天不做提升有很多的原因，後麵可以講，安全是最重要的。同時在沒有做任何預鋰的情況下，我們(men) 首次庫侖(lun) 效率在電極上可以做到93%，，全電芯做到90%，還有高材料密度、低比表麵，都是跟矽為(wei) 主導的負極材料帶來的，最關(guan) 鍵的是我這樣做下來以後，今天做石墨負極電芯的生產(chan) 線可以照常使用，當做成了電極以後根本不知道我這個(ge) 是矽的，前麵有一部分需要有一些更新，大概估計85-90%可以照用，10-15%需要更新，更新的所有儀(yi) 器和機器不需要現發明，市場上都買(mai) 得到。

　　首先談談從(cong) 安全隱患的內(nei) 部因素的改進著手從(cong) 而提高安全性。主要的安全隱患都是以負極析鋰產(chan) 生的。主要因素三種，第一，為(wei) 了追求極限，正負極冗餘(yu) 度設計不夠，今天是多少我不知道，做得非常非常接近。第二，鋰離子不能跑的太慢，低溫的時候就會(hui) 跑得很慢。第三，這鋰離子也不能跑得太快，比如大電流充電時，都會(hui) 在負極的表麵造成析鋰。最後就會(hui) 造成鋰枝晶，這個(ge) 東(dong) 西就會(hui) 穿透今天的透隔膜，導致正負極短路，造成起火等一係列的嚴(yan) 重的事情發生。既然是這樣，我們(men) 就從(cong) 這裏著手，我們(men) 先解決(jue) 它，我們(men) 把負極析鋰的根源解決(jue) 掉。

　　今天的石墨和以石墨為(wei) 主材的負極都是一樣的，都不能避免會(hui) 有析鋰，有了析鋰之後就會(hui) 長鋰枝晶，長鋰枝晶之後就會(hui) 爆炸，這個(ge) 是沒有辦法的事情，但是如果今天的負極做成以矽為(wei) 主的負極以後，就不會(hui) 析鋰。主要原因是，矽電位會(hui) 比較高，不但是比析鋰的電位高，也比石墨的要高很多，因為(wei) 負極裏麵沒有石墨，所以在在充電的過程中不需要跑到低電壓就已經充完了，所以根本不可能碰到析鋰的電壓。第二，矽的特性就是鋰離子的進入矽會(hui) 比進入石墨快很多很多。所以由於(yu) 這兩(liang) 個(ge) 有本身的固有的安全性優(you) 勢，就會(hui) 把最大的安全隱患析鋰去掉。如果今天我們(men) 做到這一關(guan) 鍵點，下麵你會(hui) 看到會(hui) 產(chan) 生很多很多優(you) 勢，包括安全的優(you) 勢，包括性能上的優(you) 勢。我可以舉(ju) 幾個(ge) 例子，第一個(ge) ，剛才我們(men) 說過了，如果在低溫的情況下我解決(jue) 了這個(ge) 析鋰的問題，就不會(hui) 產(chan) 生鋰支晶刺透隔膜的問題。另外，今天的技術局限電動車隻建議在較窄的一個(ge) 溫度區間運營，如果把這個(ge) 事情解決(jue) 了，雖然在高溫方麵沒有改進，但是低溫的運營空間一下改進擴展了很多，現在可以做到-40度。這是一個(ge) 巨大的好處。再舉(ju) 一個(ge) 例子是高速充電，我們(men) 的感覺是高速充電一定是大家買(mai) 車的動力源泉，一定要解決(jue) ，在高速充電今天的技術裏麵，最大的問題就是會(hui) 實現析鋰，把這個(ge) 解決(jue) 了，高速充電加上高能量密度就會(hui) 變成現實。再舉(ju) 一個(ge) 例子，這個(ge) 事情大家可能沒有想到，在電車裏麵有這個(ge) 再生製動技術，在刹車的時候不隻是刹車片，還會(hui) 利用電機反轉來將動能轉為(wei) 電能反向給電池充電。但是如果在寒冷氣候條件下再生製動是很危險的事情，電池在寒冷的情況下是非常非常容易析鋰的，所以目前的情況下是不建議做的。但是今天我們(men) 解決(jue) 了這個(ge) 問題，這件好事情在今後的設計之中就可以考慮進去了。再舉(ju) 一個(ge) 例子，剛才王老師講過，過充保護，你可以說有BMS，這個(ge) 沒有錯，但是過充畢竟在最最基本電芯的環節上還是要有更加冗餘(yu) 的保護。

　　這個(ge) 月初在清華大學也是百人會(hui) 舉(ju) 辦的一場座談會(hui) 裏麵，有一位業(ye) 界的老師做總結的時候說了這麽(me) 一句話，我想給大家分享一下，他說電動汽車要想市場化必須減少電池用量，降低車價(jia) ，而不是片麵追求長裏程、多裝電池;也不是拚命提高電池比能量、增加危險性。所以我們(men) 覺得如果要想解決(jue) 這個(ge) 問題，關(guan) 鍵就是一定要能夠做到要在非常高能量密度的情況下同時還可以做極速快充，如果我們(men) 能夠做到這樣的話，他講的問題我們(men) 是可以避免的。舉(ju) 一個(ge) 例子，如果今天我們(men) 充電就如同加油一樣快速便捷，我就不一定非要買(mai) 大電池車，車廠就有靈活性，做各種裏程車子適合各種不同情況需求的人來購買(mai) 。為(wei) 什麽(me) 汽油車裏麵有Mini cooper沒有問題?為(wei) 什麽(me) 電動車要做大的?如果把這個(ge) 問題解決(jue) 了就可以做適用於(yu) 各種人和家庭。不一定是有兩(liang) 輛車、三輛車的人才會(hui) 買(mai) 電動車。一定要顧及到第一次買(mai) 車和隻有一輛車的的人和家庭，這個(ge) 時候才可以把電動汽車做到接近於(yu) 汽油車一樣對裏程沒有顧慮。在今天充電設施的基礎上，包括你的家裏、你的停車場、工作場合、旅店，再加上高速充電，在街角型的，在中國也是一樣，加油都在街角，充電就不行，所以我們(men) 想把加油站變成加電車在街角上或者高速路邊上，這樣的話大家才不會(hui) 有裏程焦慮，這是我們(men) 的一個(ge) 想法。這樣做以後剛才那位老師提出的問題就解決(jue) 了，可以緩解裏程焦慮，即使小電池的車也沒有裏程焦慮，我多加一次電就像多加一次油是一樣的道理。如果我可以這樣做了，電池設計的時候，就可以同時對安全和能量密度做一個(ge) 權衡，我就不必一味再單一極端追求能量密度，導致大幅增加危險性。這是中國的一位高級工程師跟我講，他說在每增加10%的能量密度下，安全程度下降是呈十倍以上的，如果今天有一個(ge) 車子是400公裏的車子，我不想買(mai) ，因為(wei) 我害怕不夠，如果說今天440公裏了，我還是不買(mai) ，但是安全上10倍降低，你想一想，有了這個(ge) 技術以後，在安全上是反過來是更好的，這就是為(wei) 什麽(me) 我提出來直接對安全有好處，在設計理念上也會(hui) 帶來新的思路，在大家設計車和實際電芯的情況下，而不是一味地單純追求大電池或者高能量密度。我記得是葉老師說了一句話，說你回國這麽(me) 長時間看到大家都追求高密度你嚇死了，真是這麽(me) 一回事，你想一想，今天大電池在出事的時候，它造成的惡劣影響一定比小電池的多，你何必在所有的人，在路上的人每天隻用電池容量的20%，但每天都要背一個(ge) 大電池跑?這個(ge) 不合理的。

　　說了半天，大概介紹一下做到什麽(me) 地步。第一張圖是指今天我可以做到跟常規的石墨相比可以做到長電流的時間幾乎在75%，確實可以做到在前麵這段時間之內(nei) ，在先行階段之中已經把電池，不一定非得充滿，但是可以充到80%，不像手機電池，電車電池很少用光的，基本上40%就已經開始找充電站了，多數的情況下充的都是在上麵那一段，而不是下麵這一段，跟手機不一樣。第二，不管充電是0.5C，是1C、2C、4C，我的循環是一樣的，我改進了1C就會(hui) 改進4C，不存在要講高速充電我的循環會(hui) 受到影響，在右邊這張圖是非常重要的一個(ge) 以矽為(wei) 主的負極的特性。我今天還是在不斷地改進這個(ge) 循環，但是我在做的過程之中，我不一定要犧牲我的高速充電能力，因為(wei) 它是一樣的。

　　舉(ju) 一個(ge) 很簡單的例子作為(wei) 結束，豎軸是每充五分電跑多少，這個(ge) 軸電池尺寸大小，我挑了三個(ge) 常用的或者有比較典型範例的。第一個(ge) 是30千瓦時的電池，在普通情況下充五分鍾可能跑幾公裏，第二個(ge) 60的是一樣的，5分鍾跑十幾二十公裏，如果用這種技術做出來，可以超過200公裏，比較極致的是100的比較大號的電池，可以跑300-400公裏，在這種情況下就好比右邊的圖看到的，好多好多好處一下子都產(chan) 生了。

　　這是我們(men) 做的認證標準，我就不說了，大家都知道。在中國有一位比較有權威的老師，他說你這個(ge) 聽著真好，你讓我試一試，我需要一天半就知道你是不是吹牛。我1月份參加百人會(hui) 以前來了，我就給了他，他用兩(liang) 天做了兩(liang) 個(ge) 實驗，一個(ge) 是上麵是不同的速率充電，最後看看保持性如何，他說做幾個(ge) 循環就會(hui) 知道了。第二個(ge) 他說要做中國特有的熱箱實驗，做到標準要求的135度就停止，過程中說135度沒問題我繼續往上是不是OK?我說OK，我沒做過，我不知道會(hui) 發生什麽(me) 事情，後來做到175度都沒有著火，隻是表麵有點糊。760毫安時的全電池，不是鈕扣電池，這是一個(ge) 極好的開端，證明這個(ge) 事情是有潛力可以做到的。

　　總結：最重要的這個(ge) 技術可以防止鋰析出，從(cong) 而防止鋰枝晶，下麵一個(ge) 是對俞老師的固態電解液有點意思，如果這個(ge) 事情做成了，今天我們(men) 已經跟大的電芯廠商、大的整車廠商開始合作了，如果這件事情做成了，我預測，第一會(hui) 大大推遲對所謂的全固態電池的需求，因為(wei) 這個(ge) 已經解決(jue) 了很多問題。第二，我完全負極可以不一定用鋰金屬，我完全負極可以用矽負極搭上您的固態電解液，什麽(me) 好處?就是我今天所有的好處，高速充電都不會(hui) 流失，如果是用您的技術加上鋰的話，所有的高速充電都沒有了，所以這可能是一個(ge) 潛在的優(you) 勢，這可能會(hui) 大幅提前固態電池的應用。今天早上聽寧德時代的老師說，今天全世界，包括中國也是這樣生產(chan) 過剩，再過五年以後很可怕，大家把車生產(chan) 過剩是一件很可怕的事情，大家為(wei) 什麽(me) 買(mai) 車?你不把它解決(jue) 掉了沒有用的。我們(men) 感覺做了這件事情以後，第一解決(jue) 了大家不願意買(mai) 車的壁壘，同時，它固有的帶來的安全上的優(you) 勢又幫助我們(men) 進一步提高了安全上的好處，一箭雙雕，作為(wei) 結語，謝謝。