動力電池的安全防護技術研究
圖為國軒高科工程研究院常務副院長楊續來做主題演講
為了幫助企業客觀分析2016年動力電池行業運行情況，正確把握行業發展趨勢，加大動力及儲能電池的開發應用，由中國化學與物理電源行業協會和電池中國網聯合主辦，雙登集團股份有限公司、壹能（北京）網絡科技有限公司共同承辦的“2016年第五屆中國電池市場年會暨2016年第一屆動力電池應用國際峰會、2016年第二屆中國電池行業智能制造研討會”于11月14日在北京拉開帷幕。本次年會聚集了來自政府主管部門領導、知名科研機構專家、新能源汽車動力電池產業鏈上中下游的企業家、投資機構代表以及媒體記者等500多人參會。
在本次會議上，工程研究院常務副院長楊續來做了題為《動力電池的安全防護技術研究》的專題報告，以下是根據速記整理的內容，未經本人審核，僅供參考。
楊續來：感謝張總，感謝中國化學與物理電源行業協會的邀請。本來說下午做梯次利用這塊，后來想了一下梯次利用我們也在做，包括剛才中國汽車技術研究中心的標準我們也是參與的制定方。因為回收技術這塊，此前百人會在青海的時候講過一次，所以我想換一個話題講，安全。因為安全我覺得基本在行業上來講是永恒的話題，加上此前也提到了行業各種電池安全都備受關注。我現在講一下國軒從安全方面的想法和我們自己的探索，不一定成熟，僅供大家一起分享。
今天我的報告分了三塊：
第一，從產業背景簡單提一下。
第二，包括國軒眼中自己的眼中或者行業對國軒的印象。
第三，產業探索。
簡單的寫了一下，從新能源汽車來說，目前已經是我們國家工業跨越式發展的關鍵，“十二五”，剛剛過的這一年，37.9萬輛已經達到了預定的目標，“十三五”也提出了這樣的規模，國家這樣提出來肯定有它的道理，繼續完成“十三五”規劃肯定不是問題。另外，政策層面、市場層面來說。200公里—600公里，高鐵，就像我從合肥過來每次4個半小時，比坐飛機方便多了，600公里以上飛機方便，200公里以下，基本上這個里程留給了新能源啟程的市場，政策+市場雙輪驅動肯定能完成“十三五”的新能源汽車規劃。
動力電池作為新能源汽車的核心零部件，我們這里也簡單列了一下。目前從續駛里程，一定程度上制約了新能源汽車的發展。整個發展趨勢來講，肯定是向高比能、高安全的基礎上是長壽命加上低成本。美國提出了“電池500”項目，目標2025年做到500Wh/kg。整體來說，成本也是逐年下降的。這個圖是從國際能源署，他們把從2008年甚至2020年整個發展趨勢做了分析，從這個層面來講，整個成本是逐年下降的，更驗證了成本是下降的，能量密度也是逐年提升，尤其看點狀圖，當然這里面也列了幾個，特斯拉電池成本目標，還有通用電池的成本目標能量密度，下面這句話就是說，高比能、高安全、長壽命、低成本，這是整個電池的發展趨勢。
始終在提高安全，到處都在提，高安全我們想，其實安全和能量密度是相悖的，要它高安全，又要高能量密度，這個很難做到的。就像裝1Wh，這是簡單的換算關系。換算完了，只要有能量肯定就是不安全的，能量裝的越多就越不安全，這是肯定的，當然這里邊牽扯的比較多的，行業里面，像磷酸鐵鋰出問題就是煤球的燃燒方式，不會出太大問題，而三元，從中國汽車技術研究中心研究結果來看，速度是非?？斓?，快速燃燒，后面也會有我們自己的一些測試數據。
我們也看一下像這樣一個安全，近段時間比較火一點的，當然也不一定恰當，還是以三星手機為例，能量密度非常高，或者向安全方面走。既然會出安全事故，如果講到起火，可能核心點，一個是可燃，達到著火點，包括這里面還有助燃物。我們剛才會說三元的安全問題，我們更多的來講，不管我們是從測試結果來講還是本身的分析來講，因為本身從結構來看不需要外界提供氧氣可以燃燒起來，磷酸鐵鋰是不會的，從這個安全本身上是無法解決的。
前面我們對安全、對整個行業有簡單的判斷，后面對國軒有什么影響。國軒，第一，我們是專注于新能源汽車動力電池。我們是06年成立國軒高科，2016年成功登錄A股市場，這是我們目前來說用10年時間，我們從普通的一個本土的企業逐步走向區域性或者國際性的企業。中間經歷幾年，08年、09年的時候，國內的“十城千輛”剛剛起來的時候，2010年的時候我們首先向合肥推出了585臺新能源純電動轎車和100多臺的大巴車，這個其實是從國內包括全球來說最早做新能源汽車商業化運營的企業，此前在這個時間點之前，沒有哪一家企業或者相關的包括全球的機構大規模的推廣新能源汽車。同時我們在整個行業來說，因為這幾年我們對行業的判斷，我們從產業方面釋放的相對比較慢，因為我們做的早，同時2014年以前，從銷售額或者產量來說，一直處于全國的前面。
同時“十三五”高比能電池的項目，國軒高科也是作為首批承擔國家新能源汽車重點試點專項的企業之一，目前國軒、CATL、力神，我們承接了這個科技部的300Wh/kg這個項目，我們目標也是做到高比能、高安全、長壽命、低成本。
國軒除了做電芯、做PACK，國外從材料做起，我們從材料做的工作目前是比較多的。從系統來說，我們會逐步的從單向安全向系統安全轉變，同時我們講從主動、被動或者本身的安全和設計安全，共同促進我們整個安全的事情。從整個路線來說，我們是鐵鋁和三元并行，很多人問國軒為什么三元做的這么慢，三元我們儲備很多年，只是一直在根據市場狀況進行判斷，覺得什么時候向市場推才開始推。目前鐵鋁也是從目前的130、140向上走，鐵鋁的空間是非常大的，還是有它可挖掘的空間。同時，對它固有的一些特性，三元電池因為能量密度高一點，可以在乘用車、高端市場推廣，能量密度也是逐年提升的。我們的電池型號目前相對比較單一，我們就三款方形、一款圓柱。
下面就是針對具體的安全我們做的一些探索工作。具體安全方面，我們是從材料做起，其實我們更多的是關注從材料本身的安全再向材料的匹配、電芯的設計、制造，然后到整個的服務，以及整個監控體系，這塊是比較完整的體系，這塊也是相對來說如何保證我們的產品在市場上是安全的。
從材料本身來說，我們目前用NCA這套設備，基于我們的市場對材料進行了比較。本身安全必須材料是安全的，如果材料和電解液等等這些副反應比較高，本身結構不穩定，你想做安全也難。對于這塊我們逐步在加強高比能三元的產業化，同時也會對這些材料進行改進和提升。
第二塊，材料匹配，材料匹配為什么放在這一頁？目前從行業來說，電解液不成熟的前提下，我們用普通的電解液，到圓柱、軟包、方形都嘗試了我們如何做材料匹配，我們用這樣一個高鎳的5V的鎳錳酸鋰做匹配，壽命可以說1C，2000次可以做到95%的能量保持率，從這幾個數據來講，我們目前逐步在摸索材料和電解液包括正、負極之間如何匹配，這些工作目前也是在進行中。當然這里面我想，更多的還是在材料的匹配，從這個角度如何改善我們電池的壽命和相關的安全。
第三塊，設計。設計我們也做了很多，這是測試，從內部保證安全。后面優化設計，早期可能拍腦袋，正極、負極到底是什么，現在我們更多的是從數據說話，同時對制造，我們后期逐步也在優化，從自動化設備，包括整個體系，能做出來的就是合格的，當然做出來就是合格其實很難，更多的是希望朝這個方向走。第三塊，系統，其實目前也在摸索，并且進一步的在向前推。對MES，我想整個監控必須做到比較完備的，不至于在這塊出問題。
安全防護，做防火的或者防爆的，這個我想行業里面大家都在用的。我們這里面也放了一個圖，放了一只30安時的電芯在箱子里，下面的時間來講，其實這個箱子里面只放了一只電芯，從左下角這個電池放到這個里面，引爆，這個火是非常大的。但是我們想了一下，用我們這套滅火系統，能夠在3秒鐘立馬把這個火滅了。同時再往下3秒，只有一點煙、明火一點沒有。所以10分鐘開箱的時候，里面炸的不像樣了，但是我們這套滅火系統是安全的。
遠程監控方面，我們也是逐步在做我們的遠程監控體系，因為剛剛中國汽車技術研究中心也提了，梯次利用必須要知道整個電芯的運營情況是什么樣，我們這里面更多的是對于電芯的運營規律、數據的分析，同時對于安全實現預警，這塊的這種數據其實更多的能夠用在我們將來梯次利用作為一個系統數據，能夠搞清楚電芯在生命周期是如何用的，對將來梯次利用也是一個重要的數據。
這個也引用了一個數據，為什么把引用的圖放在這里。這個圖不止是國外這邊，更多的關注也是安全的。我放在恒心這個地方，其他的數據不管是成本的數據還是能量密度的提升或者相關的變化，我有一個點，更多的是講安全，也就是說從行業發展來講，我不管怎么變化，不管怎么動，能量密度再怎么提升，是安全可靠的，這個是保證一切或者是比較和諧發展的基礎。
最后我提一下，從國軒來講目前我們也是在積極構建行業生態圈，從研發層面和整個產業這塊也是逐步發展，更多是以合作或者合作模式向前推，目前在高校方面，更多的希望做工程研發包括共享研發成果這塊的資源。在產業界，我們更多的希望在產業的合作和資本的合作，共同推進這個產業共同的發展。這里面我們也是非常期待或者非常歡迎，如果比較感興趣的專家或者行業里面的老師，能夠加盟或者支持國軒產業的發展，能夠與行業共同進步、共同發展。
我的報告就是這些。謝謝！
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