5月22日，CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。郭永胜（音）代替宁德时代新能源科技股份有限公司梁成都博士在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

谢谢黄老师的介绍。今天本来是我们梁总过来，他临时有一个很重要的事情，过不来，所以委派我过来给大家作汇报。

我今天讲的是“高能动力电池之先进材料”，上午肖老师把国家层面的整体上的技术路线和国内的动力电池技术路线跟大家讲了一下，国家到2020年300WH/KG的电池体系到底怎么实现？材料是起到很关键的作用。

电动汽车发展史，电动汽车不是一个很新的东西，电动汽车比燃油车发展的历史还要早。但是在100多年，电动汽车和燃油车一直在竞争。在竞争过程中就是电池的竞争，就是电池的发展，这一百多年在动力电池，到底什么样的动力电池适合电动汽车，真正到锂离子电池的2010年，差不多逐步在用到电动汽车上，最近几年全球发展，算是主流。燃料电池也是主要的技术路线，但是整体的产业线还是动力电池和比较成熟。总体电动汽车的发展，大家可以看一下，刚开始铅酸逐步到镍氢到后面的锂离子电池，总体的电动汽车发展的关键是能量密度够不够用，它的成本够不够低。这是两个非常大的关键因素。

锂离子电池的发展，高能量密度是非常重要的方向。目前电动汽车正在用的，2017年三元材料在乘用车上是主流，到2020年，高镍的三元材料+硅基的负极，满足300WH/KG的动力电池体系，我今天主要讲的内容是这个体系，高镍材料和硅材料CATL的进展。到2025年，整个的技术路线是会往固态化发展，2025年还是液态锂离子电池为主，固态电解质的发展，包括刚才陶亮博士也讲了，如果固态电池不用锂金属，能量密度上就没有业态的锂离子电池的优势大，它为什么能替代传统的液态锂离子电池？长期发展的技术路线是锂离子的固态电池。

高镍材料，高镍材料面临很多的挑战，镍含量越高结构越不稳定，面临的问题主要是颗粒的破裂和表面反应产气，高镍的三元动力电池面临最大的问题。对材料本身有些感性的手段，整个是在表面有一个包覆，其实表面包覆加搀杂，这是解决高镍材料核心的策略。

包覆已经快离子导体（音），包覆以后减少电解液和高镍材料的本身的接触。活性位点，这样它的产气会大大的减少，循环稳定性会提高很多。在搀杂的过程中到底搀什么稳定？我们知道高镍的材料是结构非常不稳定，一个是表面的嗜氧（音），是结构决定的，嗜氧，要搀杂什么元素能稳定氧？我们做了很多仿真的工作，通过仿真来指导我们做实验，来改进材料。表面嗜氧的活化能的几个参数。过渡金属和氧的结合能，这个结合能越大，它结构越稳定。搀杂一个金属，来使得过渡金属和氧的结合越强越好。另外811材料，在循环脱离过程中，材料的体积变化，材料的膨胀、收缩问题也很大，最终会导致动力电池循环过程中，二次颗粒会破碎，破碎以后，整个的性能就很难达到动力电池的要求。这个怎么样让它的材料本身循环的膨胀、收缩降低一些？这是很关键的因素。

通过仿真和计算找到搀杂的元素去改善这样的问题，循环600周，如果没有经过搀杂原始的材料，循环600周，颗粒内部是一个完全有破裂，这样电池的性能会非常差。经过doping的技术，看循环600周以后，看电池材料本身的颗粒还可以保持原来的形貌。目前我们在高镍的811材料的体系，在4.25V，基本上满足国家动力300WH需求，基本上是完全能满足的。无论是在存储还是在安全方面，材料本身的问题已经解决。

负极，一个非常关键的材料，负极是氧化亚硅材料，各位都是专家，氧化亚硅两大问题，一是首效（音），二是颗粒的膨胀、破碎的问题。这个问题怎么解？科学上有很多的解决方法，我们主要是从工程手段解决这个问题，一个策略是用瘀泥化，它的首效低，先给你一些锂，先给你补过来。另外它的膨胀，我想怎么给它包覆一个非常具有弹性，又有强度的一层包覆层。这样保证颗粒在循环过程中不破碎，这是体积膨胀的问题。我们用瘀泥化的手段来提升氧化亚硅首次效率，另外我们给它人造一层SEI膜，这层非常有弹性，又能把材料均匀包覆进来。这个材料本身还需要具有很好的离子导电性，不然没有办法work。这样改善氧化亚硅的问题，基本上都有很明显的提高。不包覆很容易内部破坏，经过包覆以后，到电池失效以后，它整体的颗粒形貌还可以保持和初始差不多。这样保证了材料整体上体系，300WH/KG的化学体系循环性能，常温在1500，45度基本上在850-900的水平。

电解液的问题，这两种正极材料和负极材料带来的问题。电解液配套的相应也要改，这个怎么改？根据正极材料的特性，高镍材料带来的一系列问题，镍融出，主要在电解样的改进，主要是溶剂体系的改进，还有添加剂对于高镍材料的保护问题。怎么用电解液的手段改进正极材料的性能，811材料产气是非常大的问题。通过电解液也是能有一个综合的改善手段，能显著降低产气性能。电解液还能抑制镍的穿梭，因为镍很容易融出，融出以后在负极沉积，这样对电池的性能急剧恶化，用特殊的添加剂就可以把这个改善很明显。

总结，300WH/KG的动力电池，化学体系，全球都认定了就是高镍+硅，怎么样做到性能满足动力电池用的要求？负极和正极材料本身的改进很重要。电解液，电解液是把添加剂和溶剂是改进很大的方向。

以上就是我的报告。谢谢大家！

主持人：谢谢郭博士的精彩报告。

提问：碳硅的负极离子孔隙率多少？

郭博士：20%-30%。

提问：充满电不膨胀？

郭博士：膨胀是用包覆的有效手段，瘀泥化可以降低膨胀，它本身的膨胀可以解决。

提问：膨胀不影响孔隙率吗？

郭博士：膨胀肯定会影响一点，因为我们这个材料本身通过瘀泥化以后，本身已经是膨胀的状态，充放电过程中不会有太大的变化。

提问：我们做过复合的，充满电以后，刚开始放电的功率很小。

郭博士：是，所以这里面你一定要找非常好的导锂离子特性的包覆层才有效。

提问：我看你们度薄膜，是度

郭博士：镀在Partic（音）上面。

提问：一般多厚？

郭博士：没有办法说。

提问：郭博士的报告很精彩，你的硅或者氧化亚硅是怎么瘀泥化，用泥粉还是其他的？

郭博士：预锂化的过程就是怎么把锂放进来，大家可以想，但是具体怎么样放锂粉或者其他的，可能每个人想的都不一样。具体的我们可以私下交流。

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）