范未峰:对当前锂电生长的几点思索
公布工夫:2014年12月03日

       【简介】2014年11月14日,正在成都世纪城天国洲际大饭铺召开的第二届中国(成都)锂电新能源家当国际高峰论坛(俗称“锂电达沃斯”)上,我公司研究院院长、中国科学院成都有机化学研究所副研究员范未峰博士以《对当前锂电生长的几点思索》为题宣布了主题演讲讲演,以下是会议现场的笔墨实录。

       列位下昼好,非常高兴能有如许一个锂电的嘉会正在成都召开。

       从历史上看,通常对国度有严重影响的家当,都邑正在成都四川这个地方生长强大,并占据主要的一席之地,锂电也是云云。跟着我们国度对新能源家当的熟悉愈来愈深入,赐与的力度愈来愈大。四川的锂电固然起步比较晚,然则如今生长异常快,以是迎来了如许的嘉会我觉得非常好。也很愉快有如许的时机把本身关于锂电方面的设法主意跟人人做一个交换。

       考虑到许多参会嘉宾是来自投资企业的,大概是念涉足这个行业的企业家,以是我把本来技术性的讲演换成了“对当前锂电生长的几点思索”。这个讲演中要谈上面几个问题:电池能量密度、电动汽车、储能电站、安全问题、关于尺度、瞻望等等。


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       起首是电池的能量密度,由于锂电对我们打仗最亲切的就是手机、电脑,这个历程中人人便感觉到,跟着手机的生长,电池的使用时间愈来愈短。其着实这里里,应当看到手机正在这些年的转变,从已往的非智能酿成了智能手机,从是非并酿成了1080p下清屏,由已往的大哥大酿成了很薄的手机。正在这个历程中,可以说如许很刻薄的要求险些是正在把锂电池逼上了死路。然则换一个角度看,我们不要把手机以为仅仅是做锂电的事儿。从最后的锂电到今天的锂电,能量密度曾经进步了一倍。但关于电子集成电路方面还没有革命性转变,它用的CPU照样硅基的,CPU事情电压照样1.3V。若是把碳纳米管、石墨烯等应用到电路上,事情电压会下落到0.4V,集成电路的能耗便只要如今的5%。在这种情况下,手机待机时间的题目也便处理了。如今手里拿着的iPhone能够一天充一次电,若是换成这个(新型的集成电路)能够二十天充一次。然则如今只能经由过程增添电池容量增添待机时间,好比图上这款前不久宣布的号称待机720天的手机。

       第二个题目讲一下电动汽车,许多专家皆谈到了续航里程的题目。实在许多时刻续航里程是个谣言,对大数外行人来说汽车工夫开得越长越好,然则单道续航里程是有题目的。如今用的交通工具有摩托车、电动自行车、轿车、电动大巴等等。已往经常有人道百千米耗五度电,单单如许说是没有任何意义的,“若是一起下坡,耗不了五度电”。从安全隐患上,另有载荷效力,若是一辆车装载的电池是5吨,那么相当于这辆车始终要带50个100千克体重的瘦子往返跑,也是个题目。包孕电池的本钱,电池多了本钱更大。从另一个角度去思索——如今燃油车设想的里程是500千米,那为何不开辟续航里程1000千米的、2000千米的,好比油罐车。实际上500千米,正在如今加油站网络成熟的状况下,可以或许知足我们绝大多数的需求。以是我提出一个看法,正在知足适用的状况下,续航里程越短越好。若是没有充电网络和快充手艺的支持,续航里程也是没有吸引力的,一辆500千米续航里程的电动车,考虑到他走出去要回去,并且不是直线走,这种情况下它的运动半径也只要150千米。别的是充电速度的题目,如今燃油车加油几分钟便能加满,但若是换成充电,充十个小时、充两个小时,意味着已往加油站的面积是不敷的,能够要建十倍以上的加油站面积,才气知足电动车的需求。而正在哪些地方最需求电动车的充电网络呢?那就是正在地皮最贵的中心城市,正在寸土寸金的城市,正在净化严峻的城市。以是没有充电网络和快充手艺,道续航里程出有意义。如今我们讲互联网、物联网,实在车联网的时期也是物联网的一项重要内容。另有一点念说的就是——没有寿命支持的续航里程也没有市场。能够算一个账,把电动车购返来,一度电的电池,根据如今最自制的1000瓦时1500元去盘算,若是那块电池只能运用1000次,那么为了买来这个电池,每充一次电要有1.5元的本钱。然则反过来若是电池寿命到达10000次,这时候它的运用成本就异常低了。别的就是没有平安保障的续航里程没有将来,这些题目有许多了,前不久最“水”的电动车得到了“冠军”称呼。

       第三个题目去道一下储能电站,正在已往水资源颠簸的状况下要建水库,实在如今的储能电站也相当于一个电库。如今林林总总的发电站,不管是风电站、火电站,发的电若是没有贮存的容器便只能运送给用户,若是用户不消便白白虚耗失落,那是如今电网的近况——立即发生和立即斲丧。正在每一个家庭里和居民区里若是加上储能电站,构成分布式储能体系,既轻易上游发电厂发生电能的贮存,也调治了下流客户多变的运用状况。以是储能电站是一个平安、本钱、寿命和国度计谋多方面思索的多选。实在海内正在热衷于电动汽车和电动大巴的时刻,我们却看到日本静静干起了分布式储能这个事变,如今每一个新建的衡宇皆加了太阳能面板并装备储能体系。要求这个储能体系一是平安,二是要求跟太阳能面板具有一样的周期(30年)的使用寿命。住民用户能够将太阳能发生的过剩的电能够卖给电网。若是有1户如许干、10户如许干,没有用。但当全部区域或国度,每家每户大多数人皆构成了如许的形式,那么总的结果便很可观。正在如许的工程实行中,有如许一个题目,能够第一家安装的电池,到第十年后别的用户提高了今后却坏掉了,因而电池的寿命对这类形式的实现至关重要。以是,当我们借正在专一生长电动车的时刻,日本人却曾经正在做这类储能网络,能够等五年十年后我们再回头看的时刻,日本储能项目建立和储能项目的结果将会给我们带来异常大的震动,期望我们能从新审阅储能网络的意义。

       第四个是安全问题,如今用的电池都是碳负极,充电时构成的是碳化锂,它跟汽油不一样。汽油固然可燃,然则它正在氛围中不会自燃,而碳化锂正在氛围中大概遇水就会爆炸。PPT上的这个案例是中央电视台科教频道做的一个节目叫《原来如此之夺命电池》,节目中实行注解,这类通例锂离子电池的极片碰到火今后会发作间接爆炸,那是引发电池平安的最根本性题目。别的该节目中停止了许多种实行,包孕从手机、充电宝,到电动自行车的电池,离别正在挤压下、过充下,发作了爆炸。固然不是道每次都邑发生爆炸,那十次有一次也蒙受不起。关于锂电池平安的题目我曾经正在已往讲过许多次,碳化锂碰到火和氛围熄灭爆炸,这里怎样对待这个问题呢?如今给人人一个数据,从根本上道,只如果电池便肯定有能量,然则这个电池正在贮存能量的同时,也要用到铝箔、电解液和隔阂,这些器械碰到氛围今后,都是可燃的。以是我们正在这里做了一个盘算,不同类型的电池,好比手机电池、飞机上许可带得最大的是100Wh的电池和一辆典范电动汽车上的电池。像手机电池是2000mAh,电池贮存电能是27千焦,但正在氛围中完整熄灭开释热能是337千焦,后者是前者的10倍。也就是说,一块电池正在失控熄灭时开释的能量是其自己贮存电能的10倍。根据这类思绪,一块2000mAh的手机电池仅仅相当于0.1克的TNT,但一辆典范的电动轿车所照顾的85度电的电池曾经相当于一千克的TNT,而一辆电动大巴的电池组则相称4到5千克的TNT。前面我曾经道了,这个跟汽油不一样,汽油漏了不会熄灭,然则这个电池只要漏了,一定会熄灭爆炸。固然了,中国的交通状况人人皆清晰,若是街上有一辆如许的车发作伤害,结果就会很严峻。

       第五个是关于尺度的题目,人人常常讲“一流的企业做尺度”,我不太认同。如今是理念生长异常敏捷的时期,新的质料、新的手艺皆正在络续发作,正在没有定型的状况下急于做甚么尺度,是不明智的。举个例子,已往也有个手机电池的尺度GB/T18287-2000《蜂窝电话用锂离子电池总范例》,根据这类尺度中,关于热打击磨练的目标是150℃下30分钟,但那时候尺度发生的配景是大多数手机电池容量只要500毫安时、600毫安时,而如今皆到达了2000毫安时、3000毫安时,若是借用这类测试尺度去评价,电池是百分之百是通不外的。直到客岁我们才更新了这个尺度,但那也意味着2013年新标准出台前一切大容量的电池皆正在消费着不符合国家标准的产物。我们的波音787也英勇实验了锂电池,然则效果也有题目。事先许多人就讲,可以或许正在波音787上用的电池一定经由过程了最刻薄的平安测试,但为何经由过程了平安测试的电池借会泛起题目呢?那阐明我们的测试手腕、评价尺度其实不科学和完美。以是不要科学尺度,把器械做好了用上了,天然就是尺度。

       最初停止一下瞻望,借用国际歌中的歌词——“历来便没有甚么救世主”。不管是质料、电池,人人皆情愿用甚么六边形、八边形去评价,这些期望正在六边形上皆占据,然则不大能够。以是这里有一句话“挑选比勤奋更主要!”若是你想做手机电池,您一定要挑选能量密度下的,您把手机电池的寿命做到30000次,没有用,由于它不需要那么少。最初,另有一点念说的是——人人晓得马云是往年很热门的一个人,我想有甚么启示呢?实际上每个人做实业、做事变的人都想胜利,皆念拿到利润,然则每每最初胜利的是不走平常路的人,是最后不被人人看好的范畴,以是真谛实的每每把握正在少数人手中。正如许多人前些年一窝蜂地上磷酸铁锂,贪图弯道超车。纵然如今确切实现了磷酸铁锂正在一些范畴的运用,但很少人借对峙以为磷酸铁锂是新能源锂电家当的支流手艺计划。古诗云:“蓦然回首,那人却正在,灯火衰退处”。以是想要获得技术上的打破,想要胜利,便需求有一个颠覆性的新颖的头脑,便需求有锲而不舍的对峙,便需求信赖新能源是将来社会一定之路的坚决信心。

       感谢人人!