图为中南创发锂电事业部经理蒋濛博士

　　蒋濛：今天再占用大家一点时间，跟大家分享一下我们中南创发在动力工艺改善这方面都有哪些想法。

　　身边用动力汽车的朋友越来越多了，当我们谈到动力汽车的时候，我们首先想到的是什么？就是一些非常炫酷的黑科技，除了这些黑科技以外，我们听到的最多的抱怨是什么？是不是续航里程的一个焦虑症？可不可以快充？在冬天续航里程直接减半，连加热系统都不敢开，还是说成本仍然太高，买不起，还是汉高分享的，我们容易起火？

　　在今年3月份刚刚在东京举办的世界新能源大会上，其实来自于日本和韩国的几家大的锂电公司也想了一些解决方案，大家不约而同的把方法集中在了两点，一个是新的材料体系、一个是新的模组结构。

　　我们看一下，大家在手尾环节其实是下足的工夫，但是中间好像缺少了一点什么，作为一款产品来说不同于实验室的地方就是说他要把它制造处理，我们可不可以在制造工艺上做一些方案，在制造上进行一些革新，同样来提高的一些性能？

　　今天我们中南国际就是想跟大家谈论一下我们在PVD上面的一个思考。什么是PVD？其实用学术的话来讲就是物理气象沉积，或者叫物理磁共建设。你要有一个把材，把这个材料建到你需要镀的基材上面去，形成一种薄膜。

　　其实它就是一种成膜技术，或者叫做界面改善技术。其实对于电芯来说，它发挥性能或者是遇到问题，其实都是各个界面的一个累加，比如说急流体和电极的界面，电极和电解液的界面，我们既然有了一个界面处理的工艺，我们就可以去发挥我们的想象力，对它来进行一个改善。

　　我们为什么会想到用PVD的方法？其实中南创发在PVD这个行业已经积攒了十几年的经验。我们伴随着像苹果、华为、古驰上，我们伴随着他们走了很多年。我们在想，可不可以把成膜技术运用现在大家都很希望推广的上？

　　今天跟大家分享的是，到目前为止我们用PVD的方法在电芯改善上有了什么样的成果？首先是急流体界面的改善。大家看到的，左边这幅图就是传统的一个涂附工艺，是把涂布机涂在了涂抹上，PVD的方法是在电极和急流体之间加一个过渡层，这个可以是各种材料的。

　　这个过渡层有什么特点？首先，它的厚度是可以被精确管控的。我们可能会在一些铝箔上触一些导电的涂层，但是这个厚度是不可控的，会占用我们的一些体积和质量、能量、密度，同时也会因为它里面有胶体，导致这个性能不是很好。

　　对于这个过渡层的微结构是可以被设计的，怎么讲？PVD还分高频、中频跟低频，我们可以分不同的频段，我举一个简单的例子，我们如果拿石墨作为把材，我们可以把它原有的一种层状的结构改变成一个无定型的结构，它很像在锂电界很有名的硬碳，它有很多的优势，但是成本过高，我们有这样一个硬碳层，我们就可以去做很多的东西。硬碳本身的克容量也是很高的。

　　硬碳本身不像石墨，是一个平的放点曲线，你加进去以后，整个电芯的放电平台是倾斜的。

　　当时特斯拉选松下电芯的时候，很多人都测过了，松下的电芯放电的情况也是微斜的。

　　3、它可以有比较好的粘接性，我们也拆过很多大公司的电池，在多个循环之后，负极很容易从铜箔上脱离下来，这个会严重的影响到电极的循环寿命。我们是帮苹果这边做了十几年的工作，但是现在手上拿到的苹果手机，外面的功能度和装饰度都是出自我们家。大家可以感受一下，这个镀层也是绝对刮不掉的。

　　我们在展台上放了我们硅氧极的样品，这个很亮，像镜子一样可以照到自己。

　　2、用来改善电极和电解液的界面。这个地方我们想到了一个点子，在电极的表面进行一个补理工艺，其实补理这个技术已经不是非常新了，在很早之前日本的一些专家就提出来了，包括现在的新能源，一些大的锂电公司，其实也曾经尝试过在极片表面进行一个补理，因为它的优势比较多，我后面会讲。他们大部分的方式都是在极片的表面像撒面包屑一样撒上去。

　　镀锂什么好处？就是补充一些锂源，电芯出了很多问题，都是因为它最后缺锂了，锂在循环的过程中有的会被变成死锂，或者是被消耗点，补充这个锂是可以提高性能的，同时也可以提高电池的容量。

　　大家都想要在负极用硅，硅有一个致命的缺点，就是首次效率非常低，我们用PVD补锂以后可以把首次效率提高很多。另外一个是增强电芯的循环寿命。

　　这个是我们做的一个提升容量的一些数据，我们容量在PVD补锂之后大概可以提高到6%以上。

　　这个是用不同的正极，我们硅阳极的首次效率也可以提高到6%这样的一个水平。

　　这个是增加了补锂之后硅的循环寿命可以提高大概300周，这还是在实验室的级别上，真正做成圆柱电芯化会更好。

　　3、它是可以精确设计的，对于不同的来说，你想补充多少的锂，补在什么样的位置，你都可以通过前期的设计来操控。也就是说工程的极限是可以被我们掌握的。

　　量产方面的优势，其实很多公司也曾经尝试过来做补锂，但是大家都知道，他们买的锂粉本身的颗粒就是几个微米，你再用撒的方式，这样就很难容易我们现在所要求的一致性。

　　我们和现在中国最大的锂把材的供应商来进行合作，他们也帮我们来优化锂把的精度和纯度。

　　这个是我们补的锂的一个样品，大家可以看到，我们专门两了一半，是补锂前后的对比，底下是石墨，上面是锂的镀层。

　　这个是凹版印刷，如果我们对供应商要求说，你把陶瓷层的厚度减少在1.5微米以下，它是不敢给你保证的，这是凹版印刷本身的一个制成工艺的局限性。

　　陶瓷层材料的选取。今天说的陶瓷，其实说来说去都在说三氧化二铝，为什么只用三氧化二铝？他们的回答是这样的，目前三氧化二铝是唯一可以配成颗粒为一微米的均匀浆料的材料，其实三氧化铝不是一个最佳的选择，我们可以用更好的陶瓷材料，无论你是多么好的材料，即使是日本的工艺，它也会或多或少的出现掉粉的问题。

　　如果用PVD的方法有什么好处？我们用的是高频的PVD的方面，我们可以减少厚度、减少发热，第二个我们也可以选择一些其他的陶瓷材料。在做材料镀层的同时去考虑用一些负极，比如说现在很流行的氧化哑硅。

　　最后的最后，这个跟大家分享一下我们另外一个工艺，这个工艺叫做喷涂印刷的方法来注电解液。我们是用在右上角的这种喷头很像我们印报纸的印刷喷头。这个方法已经成功的应用在英国公司的锂硫电芯上。我们接下来要做的是把它运用在我们比较稀释的电解液上。

　　最后想跟大家分享的是，刚才提到的这两项工艺最漂亮的地方，就是他们和其他电芯厂的，不管是设计还是材料配方的选取上都不矛盾，他是起到了一个修饰的作用，可以帮你解决一切生产的短板，对于或者是动力能源这一块，只有把各家的优势结合在一起，我们才能真正解决动力电池的推广瓶颈，才可以迎来我们心脏一个强大的跳动。    

　　提问：蒋博士我想提两个问题，这个锂是压在真空下去喷镀，其实你不是连续性的一个喷镀方式？

　　蒋濛：我们有一个大概40米×40米的卷对卷的喷涂机，既可以是微真空的状态，也可以连续生产。

　　提问：你如果要加锂的话，锂是在增压以后？你这个工艺是能够在连续的情况下去做的？

　　蒋濛：我们不是连续滚动的，是步进的，但是它是可以做成卷成卷。

　　提问：你不用切成极？

　　蒋濛：不用。

　　提问：如果把这个喷锂加上去的话，这个生产成本会增加多少？

　　蒋濛：我们跟很多车厂谈的时候，也是很多车厂非常关心的问题，我们现在做到的是，用了PVD，刚才上面提到了三种PVD的方法，我们曾经评估过，如果这三种方法全部都使用上去的话，我们单个电芯大概会增加3到5毛钱。

　　提问：你的蒸度的速度可以多快？一分钟可以蒸度多少米？另外是蒸度均匀性的问题？

　　蒋濛：蒸度随着是可调的，我们目前没有优化最优的走速比，我们也在研究不同的度层厚度与性能之间的关系，我们这个度层的厚度取决于我们的电压，包括我们的功率，以及时间。时间其实跟我们的速度是比较相关的，目前没有最优的速度给到你这边。

　　提问：怎么稳定镀上去的锂？

　　蒋濛：我们镀上去的锂跟空气和水是比较敏感的，在转接到下一个工艺之前我们会在枪体里面进行另外一个气体，在锂离子表面形成一个防护层。关于气源我就不方便多讲了。

　　提问：是不是二氧化碳？

　　蒋濛：不是二氧化碳，但是是含碳的气源。

　　提问：镀完了以后，你这个电池会有电压，后面对你的生产有没有影响？

　　蒋濛：目前我们看到的实验结果是没有什么太大的影响的。

　　提问：有电压吧？

　　蒋濛：是比较正常的反应。上去之后已经不是纯的金属锂了，它是锂的一种化合态。