华东理工:动力电池寿命及安全对新能源汽车发展的重要性及技术方

时间:2017-03-13 17:24来源:电池联盟 作者:王杰
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    2017年3月1日由电池联盟、中国电子节能技术协会电池专业委员会主办,中国电器工业协会、中国高科技产业化研究会、中国电子节能技术协会、北京理工大学支持,佛山市金银河智能装备股份有限公司协办的大型公益“绿色能源·智能制造”暨动力锂电池技术进展与智能装备升级应用论坛上,华东理工大学机械与动力工程学院王武生教授发表了《动力电池寿命及安全对新能源汽车发展的重要性及技术方案》的精彩演讲,以下是根据速记整理的文字,未经本人审核,仅供参考。
 
大家可能都不知道,因为我从来没有参与过国内任何有关电池的会议,今天是第一次。
    我是一个做技术的,跟大家的区别在于  我没有什么实体,也没有什么生产手段,也没有什么生产设备,我唯一的就是有思想,我的创新思想。
    题目是:寿命和安全,但是没法变成一个文件,分两个文件讲。我们要把这个东西做好,我们必须面对三个问题。首先就是寿命。
    寿命非常非常重要。刚才张谦讲的观点我也很同意。目前电池的寿命我们都知道,大概三年多一点,董明珠为什么要做电动汽车?一个重要的原因就是我买了特斯拉的车过了三年就不行了。如果我们三年更换电池的话,老百姓现在不知道只能用三年,塌毁认为被我们欺骗了。也就是说有一个巨大的消费陷阱等这他,他们不知道。我们做过调查,如果他知道三年会更换电池的话,没有人会买。就像张总说的  ,你用三年以后每年节省的三四千油钱然后要买一个新的电池费用。比如上海、北京、深圳由于牌照限制被动去买,但是其他地方几乎不可能去买,因为要消费者从口中拿出真金白银为环保埋单,目前还做不到。对于我们来说,现在进入大规模消费的过程中,为我们明天的发展挖出一个巨大的坑,这个坑一旦出问题,整个行业就灭顶之灾。
    怎么办呢?我们要回答一个问题,电池的寿命到底有多长,我的结论是十年以上。有人说你凭什么说十年以上?依据何来?两个依据。去年我参加美国汽车工程协会的会议,他说我们在密歇根州发现一个纯电动皮卡用了11年还在用。他们就调查,至少告诉我们一个事实,电动车至少可以用到十一年以上。好比人的寿命,有的人活80,有的活70,有的活20,但是最长记录是活了147年。如果你有一个笔记本,我有一个电脑用了12年电池还可以用,但是它的时间从原来的4个小时变成了20分钟,也就是说它的储电量大幅度减少,这个减少并不能说明它的寿命不能达到十年。为什么?道理很简单,一个车间有一百个工人在生产,原来每天每个小时可以生产一百件,现在只能做五件。谁在做?现在原来那些工人在做,只是说95个工人没干活了。为什么他们没干活?从化学角度来说,哪怕你一分钟、一秒钟还在放电和存电,证明这个电化学反应还在进行。我相信这个道理大家都明白。为什么一个封闭的电池有的还在进行,有的不能进行呢?这就是核心技术,我们的技术优势,就是我能够把你的寿命进行提升,从三年到十年。但是你是需要增加千分之一的成本,也不需要对生产工艺做任何改进,只在其中增加两个环节就可以做到。凭什么做到这一点?原来4个小时变成20分钟的三年3个小时40分钟也能够工作或者大部分工作,让它不要离岗。这是我做的一个工作。我一直不做电池研究,我做的是电池回收工作,在回收过程中发现一个现象,有的电池特别好回收,有的特别难回收。我突然来了一个灵感,从这个角度来说它不好回收,那么换一个角度是不是说明寿命长了呢?一个房子特别难拆掉,说明它的寿命更长,从哪里找到这个秘密,这就是我劳动的成果。我不像比亚迪去做什么磷酸亚铁,我就是把你的电池进行改进就可以做到把它的寿命延长。
    我们看一个图,一个简单的技术原理图。当你用到一定的时候就会脱粉。一个极板是叠加的,这边脱20%,那边脱20%,就相当于脱40%,智能检测就是看它是否脱粉,是否均匀。脱粉从外观上来表达是什么?就是鼓包。当一个电池在鼓包的时候,脱粉的外观像手机电池鼓包、脱粉,就会产生爆炸的危险。为什么中间会鼓?因为粉没地方去,手机电池周围是一个框架结构,它只能往中间走,这是手机。汽车有点不一样,汽车是往下走的,手机是永远不会朝一个方向放着。所以我们做的工作就是对它叫做改性,改性以后就能不脱粉,就能延长寿命。我们做的工作和现在大家做的都不一样,我认为现在的电池哪怕就是用了最古老的、最早期的材料,就可以做到十年,因为事实摆在这里。比亚迪能成功吗?也不能成功,比亚迪三年后的大规模更换就会带来巨大陷阱。比亚迪说我能够用五千次,那么我们就按五千次来算,五千次一次200公里,这是最低要求,就是100万公里,能做到吗?汽车不需要么长时间,一个普通家用车能油十几万公里就相当不错。一百万公里为什么做不到呢?就像我们讲一个长寿命,你要活到一百岁需要两个条件,第一要有好的基因,比如像狗再怎么宠它、吃好吃的、再训练也活不到一百岁,因为它的基因决定了。你是不是有好的基因就能够活一百岁?不能,因为还要有健康的生活环境。就像乌龟可以活一百岁、一千年,可以活得到吗?不可能,因为三四年就把它吃了。比亚迪可以达到5000千,孟总说可以达到1.5万次,但是这个前提是脱粉,如果脱粉就没有意义了。
    我再讲一讲安全。我们讲石墨烯,都绝对特别高大上,实际上它的应用就是一个不敢较,两个小伙子就因为这个发明获得了诺贝尔奖,就是一个不敢较*。我做的工作就是把你们的寿命延长。
    我们再讲讲安全。G20会议上公安部公布了一个信息,深圳发生了很多电动车爆炸事件,当然是电动自行车而已,自行车的重量也只有锂电汽车的百分之一左右。大家想想,一个汽车的爆炸是多么大的问题,一个自行车电池毁掉了6层楼,这是做的现场实验,我们想一想汽车。
    为什么会爆炸?这个原理大家都知道,我不谈原理,也不谈现象。我们说它为什么会长枝晶,就是它表面不光滑。我把电解同的技术运用到锂电里面就发现这样一个秘密。还是这一张图,原理一样,当我们用到一定的程度以后,这个粉会脱掉,脱掉以后就会磨损。第二种原因,当你它把在磨的过程中也来固化以后,涂浆以后表面是无定形态,它表面是很光滑的,但是磨损的过程中挥发表面就会破坏,不再是光滑的表面,这个时候就会粗糙化。粗糙化的结果就会长枝晶。表面粗糙以后,表面的电流就不是一个均匀的电流,电流强度非常高,表面所沉积的就不是均匀的。就像我们出去喝茶,如果我们说10分钟到位,每个人都会回到自己的位置上,如果10秒钟可能大家就会跑步,那么大家就会抢座位,这是不规则的。不均匀就会刺穿这个隔膜。我有一款铜板被一个学生划破了,那个铜板很贵,我舍不得扔掉,结果9个小时它就长出来牙签那么长刺穿了,所以长进非常厉害。当然这是一个用了好几年以后出现的现象。但是这个不是三星的问题,它是因为生产工艺上缺少一个环节,我看了金银河的工艺,也到很多小厂看过,所有电池厂家生产都缺乏一个环节,这个环节的缺少必然会引起边缘长枝晶,只要做一个简单改进就可以解决这个问题。当然还有随机性,当你很认真地做这个电池,我想把这个材料做得非常好,做得很厚,这个问题就暴露特别严重,如果我就是一个水货,它反而不会出现这个问题。我也是做了很多的电解实验以后才发现这个秘密,这是三星的原因。当时我们在讲这个事情的时候,三星公告结论的半年之前我就已经发现这个秘密一切,已经申请了,给三星老总发了右键,他也回复了,当然只是礼节性的回复我,这个也可以理解。包括诺基亚,我之前没用过,我告诉你诺基亚就是最大的电池手机生产商,为什么没有?就跟电池一样,当时他认为我有几千个工程师,我还要你的外行技术吗?恰恰这个外行技术很重要。三星也在走同样的故事,历史正在重演。三星一发文,采访上所说的原因跟我说的一样,但是一个三星电池我都没拆,我就知道为什么会爆。为什么会这样?生产工艺按照我们的公示改进一下,只是千分之一的成本就OK了。如果你不做这个问题就会存在,当然不会马上出现,可是这里有一个统计概念。我们说百万分之一非常低,如果是特斯拉就变成了千分之七,卖一百万台车的话,就等于有170台车出现故障,这是非常大的一个量。我们的技术没有什么好创新,我就是找到创物质,我是找到创物质在哪里的那个人。
    谢谢大家!
 
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