本次會議由一個高峰論壇和三個主題峰會組成，在關(guān)于“促進(jìn)動力電池安全的前言技術(shù)與保障體系”主題峰會上，主要研討了動力電池安全體系評估;提高電池系統(tǒng)整體設(shè)計的合理性;同意規(guī)劃整個電池系統(tǒng)的安全防護(hù);電池產(chǎn)品認(rèn)證和檢測;大數(shù)據(jù)推動電池智能化管理，提升安全保障;新體系動力電池研發(fā)現(xiàn)狀及安全挑戰(zhàn);產(chǎn)業(yè)政策對電池安全的保障。

　　Envate電池公司聯(lián)合創(chuàng)始人、副總裁George Chen發(fā)表主題演講，內(nèi)容實(shí)錄如下：

　　　　謝謝大家。既然今天第三峰會的主題是促進(jìn)動力電池安全的發(fā)展，所以我就想從這個方面來引出，剛才王芳老師講過，有四種不同的角度、不同層面來改善提高安全，第一個是從材料層面做起，我們今天就從化學(xué)材料方面來闡述一下我們做了些什么技術(shù)創(chuàng)新。我這里所指的所謂化學(xué)材料就是以硅作為主導(dǎo)的負(fù)極。我順便糾正一下，今天可能有人說負(fù)極要么是石墨碳，要么是硅碳，其實(shí)是錯的，以業(yè)界的習(xí)慣來說，百分比多的那個元素一定要放在前面，既然要說也只能說碳硅，不能說硅碳。因為今天的做法是在石墨碳里面加少量的硅作為添加劑，硅的成分不會超過10%。我們是用完全不一樣的做法，我們的負(fù)極幾乎是純硅的。一會兒簡單介紹一下我們是怎么做成的。由于做成以硅為主導(dǎo)的負(fù)極有兩個方面的優(yōu)勢，一是從而從根本基礎(chǔ)上解決了最關(guān)鍵的安全隱患-析鋰，我們的硅負(fù)極不會產(chǎn)生析鋰，從而不會造成鋰枝晶，這是直接對安全的貢獻(xiàn)。第二是間接對安全的貢獻(xiàn)，有了這個硅負(fù)極帶來很多優(yōu)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，提供了一個全新的設(shè)計概念，設(shè)計電池和電車的時候可以有更全面的綜合考量，把加強(qiáng)安全因素提高到更高的層面來。

　　這么多年來有很多因素和壁壘造成大家不愿意買電動車。林林總總，側(cè)重先后不一。但據(jù)我所知，自從今年1月份百人會開過大會以后，所有我參加過的的國際會議，基本上都?xì)w納成這樣一個次序(里程焦慮和充電不便時間太長，價格下不來，性能有局限)。非常巧的是，這個順序和跟今天早上百人會張老師講得一模一樣，第一就是擔(dān)心里程不足和充電問題，第二，還是有價格差的，這個價格差不單單是因為電池，因為電池的局限性，大家拼命一味搭配越來越大的電池，所以電動車價格下不來，缺乏選擇性。最后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(fèi)者想的，因為畢竟電車目前普及很少。但是業(yè)界的同仁實(shí)際上應(yīng)該將安全性的提升和保障放在很前面。我記得歐陽老師今年講了一句話：“安全應(yīng)該是在能量密度之上考量的一件事情”。以這個作為一個引子。我們公司的愿望和信念就是我們的技術(shù)可以把這幾個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買車子。

　　我們是在美國開了多年的一家公司，主要技術(shù)創(chuàng)新是硅負(fù)極，包括做硅負(fù)極配合的最佳電解液、以及整個電芯的研發(fā)公司。我覺得我們這個技術(shù)如果做出來之后，有一個關(guān)鍵點(diǎn)來消除剛才講過主要的壁壘。這就是我們可以做到快速充電4C、6C、8C，只要電網(wǎng)承受得了，同時我不會犧牲能量密度，這是非常關(guān)鍵的。今天這兩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，單講是沒有意義的。第二，通過有了這個快速充，我們可以使廠商制造比較小的電池低成本電動車，第三有絕佳低溫運(yùn)行，第四可以提高電池安全性能，技術(shù)的內(nèi)在優(yōu)勢防止析鋰。我們還是一個小型公司，大概有8-10年時間，我們非常自豪的是，鋰電池技術(shù)的先驅(qū)Dr. Goodenough在我們公司技術(shù)委員會里面，也是他接受作為技術(shù)委員會成員的唯一的一家公司，對我們的創(chuàng)新技術(shù)前景非常認(rèn)可。

　　現(xiàn)在來看看到底有什么重要的技術(shù)指標(biāo)可以支持我們講這些話。首先大家都知道硅有做為負(fù)極的非常好的特性，但是目前硅做不成負(fù)極的困難也是人人都知道。今天如果我們把硅負(fù)極做成了這個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，所以在成本上有控制，而且是一個非常普通的不貴的材料。第二，最為關(guān)鍵的，我不是將硅涂到銅片上去的，所以我不用黏結(jié)劑，多數(shù)的龜裂都是膨脹系數(shù)不一樣破裂了，所以充電幾次后負(fù)極就壞掉了。第三，我們想了一個辦法，把所有微米級的材料做成單體化的一體膜，你膨脹你的我順其利導(dǎo)，只要控制膨脹的范圍就不會碎掉，這是關(guān)鍵。既然這樣做成了，大家來看一下技術(shù)指標(biāo)怎么樣。其實(shí)大家都很知道，對于硅來講可以做到3000mAh/g比容量，對比石墨大概有將近10倍，這個大家都知道，可是我在設(shè)計的時候，我記得剛才哪位老師講過，負(fù)極有1000就夠了，我們在電芯設(shè)計時只用了1200到1500mA/g而已，我有這么大的比容量，設(shè)計的時候只用了一半。再一個，我在今天只用了一半和不到一半的情況下我已經(jīng)可以達(dá)到800Wh/L或者300Wh/Kg，已經(jīng)可以做到了，后面還有很多提升的空間，我今天不做提升有很多的原因，后面可以講，安全是最重要的。同時在沒有做任何預(yù)鋰的情況下，我們首次庫侖效率在電極上可以做到93%，，全電芯做到90%，還有高材料密度、低比表面，都是跟硅為主導(dǎo)的負(fù)極材料帶來的，最關(guān)鍵的是我這樣做下來以后，今天做石墨負(fù)極電芯的生產(chǎn)線可以照常使用，當(dāng)做成了電極以后根本不知道我這個是硅的，前面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，更新的所有儀器和機(jī)器不需要現(xiàn)發(fā)明，市場上都買得到。

　　首先談?wù)剰陌踩[患的內(nèi)部因素的改進(jìn)著手從而提高安全性。主要的安全隱患都是以負(fù)極析鋰產(chǎn)生的。主要因素三種，第一，為了追求極限，正負(fù)極冗余度設(shè)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，都會在負(fù)極的表面造成析鋰。最后就會造成鋰枝晶，這個東西就會穿透今天的透隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極短路，造成起火等一系列的嚴(yán)重的事情發(fā)生。既然是這樣，我們就從這里著手，我們先解決它，我們把負(fù)極析鋰的根源解決掉。

　　今天的石墨和以石墨為主材的負(fù)極都是一樣的，都不能避免會有析鋰，有了析鋰之后就會長鋰枝晶，長鋰枝晶之后就會爆炸，這個是沒有辦法的事情，但是如果今天的負(fù)極做成以硅為主的負(fù)極以后，就不會析鋰。主要原因是，硅電位會比較高，不但是比析鋰的電位高，也比石墨的要高很多，因為負(fù)極里面沒有石墨，所以在在充電的過程中不需要跑到低電壓就已經(jīng)充完了，所以根本不可能碰到析鋰的電壓。第二，硅的特性就是鋰離子的進(jìn)入硅會比進(jìn)入石墨快很多很多。所以由于這兩個有本身的固有的安全性優(yōu)勢，就會把最大的安全隱患析鋰去掉。如果今天我們做到這一關(guān)鍵點(diǎn)，下面你會看到會產(chǎn)生很多很多優(yōu)勢，包括安全的優(yōu)勢，包括性能上的優(yōu)勢。我可以舉幾個例子，第一個，剛才我們說過了，如果在低溫的情況下我解決了這個析鋰的問題，就不會產(chǎn)生鋰支晶刺透隔膜的問題。另外，今天的技術(shù)局限電動車只建議在較窄的一個溫度區(qū)間運(yùn)營，如果把這個事情解決了，雖然在高溫方面沒有改進(jìn)，但是低溫的運(yùn)營空間一下改進(jìn)擴(kuò)展了很多，現(xiàn)在可以做到-40度。這是一個巨大的好處。再舉一個例子是高速充電，我們的感覺是高速充電一定是大家買車的動力源泉，一定要解決，在高速充電今天的技術(shù)里面，最大的問題就是會實(shí)現(xiàn)析鋰，把這個解決了，高速充電加上高能量密度就會變成現(xiàn)實(shí)。再舉一個例子，這個事情大家可能沒有想到，在電車?yán)锩嬗羞@個再生制動技術(shù)，在剎車的時候不只是剎車片，還會利用電機(jī)反轉(zhuǎn)來將動能轉(zhuǎn)為電能反向給電池充電。但是如果在寒冷氣候條件下再生制動是很危險的事情，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。但是今天我們解決了這個問題，這件好事情在今后的設(shè)計之中就可以考慮進(jìn)去了。再舉一個例子，剛才王老師講過，過充保護(hù)，你可以說有BMS，這個沒有錯，但是過充畢竟在最最基本電芯的環(huán)節(jié)上還是要有更加冗余的保護(hù)。

　　這個月初在清華大學(xué)也是百人會舉辦的一場座談會里面，有一位業(yè)界的老師做總結(jié)的時候說了這么一句話，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，而不是片面追求長里程、多裝電池;也不是拼命提高電池比能量、增加危險性。所以我們覺得如果要想解決這個問題，關(guān)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，如果我們能夠做到這樣的話，他講的問題我們是可以避免的。舉一個例子，如果今天我們充電就如同加油一樣快速便捷，我就不一定非要買大電池車，車廠就有靈活性，做各種里程車子適合各種不同情況需求的人來購買。為什么汽油車?yán)锩嬗蠱ini cooper沒有問題?為什么電動車要做大的?如果把這個問題解決了就可以做適用于各種人和家庭。不一定是有兩輛車、三輛車的人才會買電動車。一定要顧及到第一次買車和只有一輛車的的人和家庭，這個時候才可以把電動汽車做到接近于汽油車一樣對里程沒有顧慮。在今天充電設(shè)施的基礎(chǔ)上，包括你的家里、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有里程焦慮，這是我們的一個想法。這樣做以后剛才那位老師提出的問題就解決了，可以緩解里程焦慮，即使小電池的車也沒有里程焦慮，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(shè)計的時候，就可以同時對安全和能量密度做一個權(quán)衡，我就不必一味再單一極端追求能量密度，導(dǎo)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，如果今天有一個車子是400公里的車子，我不想買，因為我害怕不夠，如果說今天440公里了，我還是不買，但是安全上10倍降低，你想一想，有了這個技術(shù)以后，在安全上是反過來是更好的，這就是為什么我提出來直接對安全有好處，在設(shè)計理念上也會帶來新的思路，在大家設(shè)計車和實(shí)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，說你回國這么長時間看到大家都追求高密度你嚇?biāo)懒?，真是這么一回事，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，在路上的人每天只用電池容量的20%，但每天都要背一個大電池跑?這個不合理的。

　　說了半天，大概介紹一下做到什么地步。第一張圖是指今天我可以做到跟常規(guī)的石墨相比可以做到長電流的時間幾乎在75%，確實(shí)可以做到在前面這段時間之內(nèi)，在先行階段之中已經(jīng)把電池，不一定非得充滿，但是可以充到80%，不像手機(jī)電池，電車電池很少用光的，基本上40%就已經(jīng)開始找充電站了，多數(shù)的情況下充的都是在上面那一段，而不是下面這一段，跟手機(jī)不一樣。第二，不管充電是0.5C，是1C、2C、4C，我的循環(huán)是一樣的，我改進(jìn)了1C就會改進(jìn)4C，不存在要講高速充電我的循環(huán)會受到影響，在右邊這張圖是非常重要的一個以硅為主的負(fù)極的特性。我今天還是在不斷地改進(jìn)這個循環(huán)，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，因為它是一樣的。

　　舉一個很簡單的例子作為結(jié)束，豎軸是每充五分電跑多少，這個軸電池尺寸大小，我挑了三個常用的或者有比較典型范例的。第一個是30千瓦時的電池，在普通情況下充五分鐘可能跑幾公里，第二個60的是一樣的，5分鐘跑十幾二十公里，如果用這種技術(shù)做出來，可以超過200公里，比較極致的是100的比較大號的電池，可以跑300-400公里，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(chǎn)生了。

　　這是我們做的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，我就不說了，大家都知道。在中國有一位比較有權(quán)威的老師，他說你這個聽著真好，你讓我試一試，我需要一天半就知道你是不是吹牛。我1月份參加百人會以前來了，我就給了他，他用兩天做了兩個實(shí)驗，一個是上面是不同的速率充電，最后看看保持性如何，他說做幾個循環(huán)就會知道了。第二個他說要做中國特有的熱箱實(shí)驗，做到標(biāo)準(zhǔn)要求的135度就停止，過程中說135度沒問題我繼續(xù)往上是不是OK?我說OK，我沒做過，我不知道會發(fā)生什么事情，后來做到175度都沒有著火，只是表面有點(diǎn)煳。760毫安時的全電池，不是鈕扣電池，這是一個極好的開端，證明這個事情是有潛力可以做到的。

　　總結(jié)：最重要的這個技術(shù)可以防止鋰析出，從而防止鋰枝晶，下面一個是對俞老師的固態(tài)電解液有點(diǎn)意思，如果這個事情做成了，今天我們已經(jīng)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(yù)測，第一會大大推遲對所謂的全固態(tài)電池的需求，因為這個已經(jīng)解決了很多問題。第二，我完全負(fù)極可以不一定用鋰金屬，我完全負(fù)極可以用硅負(fù)極搭上您的固態(tài)電解液，什么好處?就是我今天所有的好處，高速充電都不會流失，如果是用您的技術(shù)加上鋰的話，所有的高速充電都沒有了，所以這可能是一個潛在的優(yōu)勢，這可能會大幅提前固態(tài)電池的應(yīng)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(chǎn)過剩，再過五年以后很可怕，大家把車生產(chǎn)過剩是一件很可怕的事情，大家為什么買車?你不把它解決掉了沒有用的。我們感覺做了這件事情以后，第一解決了大家不愿意買車的壁壘，同時，它固有的帶來的安全上的優(yōu)勢又幫助我們進(jìn)一步提高了安全上的好處，一箭雙雕，作為結(jié)語，謝謝。