银隆新能源有限公司电池研究院副总工程师詹世英博士作主题演讲

　　11月16日，“2017’第二届动力电池应用国际峰会暨第三届中国电池行业智能制造研讨会”在北京启幕。本届峰会由中国化学与物理电源行业协会和电池中国网共同主办，天津力神电池股份有限公司联合主办；中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会承办，无锡先导智能装备股份有限公司联合承办。参加此次峰会人数超600人。

　　11月16日下午，以“束缚与发展：重新定义整车与电池”为主题的电动汽车市场分论坛，由中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会高级顾问、国家科技成果转化基金新能源汽车创业投资子基金合伙人兼总裁方建华主持。

　　银隆新能源有限公司电池研究院副总工程师詹世英博士介绍了银隆动力电池技术的创新与发展。演讲实录如下：

　　我给大家汇报的内容大概分五部分：

　　第一部分，对我们公司简单的介绍。

　　我们公司全名叫银隆新能源股份有限公司，目前有八各级地，其中目前已经实现量产的主要一个是南方产业园和北方产业园南方最早是珠海的总部，还有两个产业园，一个是在河北的武安，还有石家庄的正定，两个电池厂主要在珠海和河北，河北的产能更大一些，大概珠海产能的5—6倍左右。今年正在全力建设的两个产业园分别是成都、天津产业园，预计年底之前都会开始投入使用，并且有相应的产出。兰州产业园目前正在建设当中，兰州产业园基本建设完成，美国生产基地主要是研发和销售基地。

　　这是银隆目前的产业链布局，基本上是闭合型的全产业链布局，终端产品分别是整车和储能产品，他的核心技术主要是在电池和原材料上。目前银隆这几年走的技术路线应该是非主流的技术路线，和国内大多数的电池厂家动力电池厂不太一样，他更关注的是电池的安全性以及可靠性对于整车的实际应用。所以他选择了一个采用钛酸锂作为负极的技术路线，目前来说银隆是全球最大的银隆钛材料，包括电池的生产基地，从2015年新建的生产线基本上都是全部实现了全自动化，包括原材料还有电池以及PACK的生产线。

　　这个是我们银隆钛酸的几大类型，基本上都属于大电池，有圆柱的、软包的和金属外壳方形的。我们银隆车的品牌，广通，这个是收购了一个整车的资质，主要生产6米以上的大巴、专用车、还有客车。

　　银隆的核心技术专利超过上百项，基本上覆盖了从原材料一直到整个相关的电池技术包括驱动、电池管理系统，所以银隆是国内少数几家真正拥有核心专利的几个企业之一。由于钛酸锂具有比较特殊的性质，所以在2016年荣获了联合国工业发展组织授予的领先技术蓝天奖。

　　银隆钛的核心技术，首先第一个材料，钛酸锂材料特点我这里不想说太多，它和石墨相比其实优势很多，但是问题其实也有，这里面对比表，他的优点，高安全、长寿命、快充，耐高温，就是公共温度范围更宽，这里面主要问题就是说他的能量密度低，当然还有我们专家知道，钛酸锂材料普遍受到垢病的问题就是他的成本问题，能量密度低这个问题肯定是实实在在的，是材料本身属性，是改变不了的。至于成本的问题我个人认为这个观点稍微有一点点值得商榷，由于钛酸锂材料本身一定要实现纳米化的处理，包括为了实现他的加工性能包括配套生产，要对他做一个特殊工艺的加工，他原材料成本只是占他的一部分，如果是说不采用比较先进的纳米化工艺，在生产过程当中会出现比较大的一个加工异常的情况。但随着近几年我们制造装备，包括搅拌工艺、制浆技术各方面的提升，钛酸锂原来的纳米材料用的不好的情况逐渐得到了改善，钛酸锂材料，因为我们自己有材料研究院，他们也和我们一起联合开发，把这个材料实际使用成本会降至少一半以上，所以钛酸锂的成本问题可以算做0.5吧，所以这个问题，4个优点、1.5个问题。

　　钛酸锂材料制成的钛酸主要有四大优点：

　　第一，快速充电，6分钟。什么概念，我们在电化学里面讲，10C、6分钟，可以充到整个电池容量的95%以上。现在整车实际运行充电，我们对外承诺是10分钟以内，目前来讲，在大多数公交，只要使用银隆钛酸是可以实现10分钟之内单次充满的要求，最典型的案例我在后面还会介绍，放电大概也是可以实现10C的。

　　第二，超常循环寿命，左边这个图是我们目前在实验室测试最早的循环寿命，这个电池是在2013年左右的时候生产的第四代电池，现在是循环了2300多次，容量保持仍然在90%以上，所以他的循环寿命可能算是里面唯一一款可以达到两三万次以上的电池，是高于传统锂离子电池当中的产品，他的超长循环寿命结合其他的特点，使得它在电动汽车领域有非常好的应用前景。

　　第三，钛酸的超常安全性。这里面解释不多讲了，因为在学术上还是有点争议，钛酸锂表面有没有SEI膜的问题，各位专家有各自的观点，总的来讲，SEI膜对电池本身的安全性不会起决定性的作用，但对于石墨体系或者硅碳体系来讲，SEI膜有无对他安全性是非常重要的影响。这是我们做的一些特殊的实验，针刺，还有在水里面的针刺，左上角的小灯泡会一直亮下去，各位如果有机会可以到我们公司看，我们会给大家现场演示针刺的实验，这是不属于国标的验证，这是属于比较特别的我们个人的工程师的爱好，拿电钻把这个电池钻透，这个灯泡会一直亮着。

　　这个过程当中这个电池一直都没有发生任何的热失控，不管是冒烟还是起火现象，一直都没有，这个灯泡也一直亮着。

　　这三个视频主要为了体现钛酸异于其他锂离子电池超强的安全性，这是测试的一些照片，之前我做演讲的时候有专家问为什么没有短路的照片在上面，因为短路实际测的时候也没有太大变化，和针刺一样，所以短路可能其他电池问题比较多。制定国标的时候钛酸热失控算是作为单独的项目，因为和其他的热失控条件不太一样，传统热失控可能针刺对他不太起作用。

　　这是钛酸锂宽工作温度范围的情况，我们实验室可以做到零下50度和60度的区间，为了保险起见我们会把这个区间压缩一下，即使压缩到零下40度到55度的区间，这也算里面最宽的工作温度范围，这里面工作温度范围指可以充电、也可以放电，尤其是低温充电的情况，是钛酸锂独有的性质，不是说石墨类的电池不能充，也可以充，但是经过一百多次的循环，析锂会很严重，基本上这个电池会提前报废掉，而且安全性也会急速降低，所以一般使用磷酸铁锂或者三元电池会强制要求不允许在零度以下充电，钛酸锂没有这个强度要求。

　　在高温条件下，第三行数据是低温的数据，至于他高温的数据，钛酸因为他本身的长循环寿命，使它在高温时候测试的循环性能会更好，当然三元电池和磷酸铁现在水平更高一些，但是不会有太大的变化，这和材料本身的行之有关系。一般我们做一个简单的模拟来说，钛酸常温循环寿命大概55度高温寿命5—6倍左右，所以钛酸在这么高温下仍然可以超过5千—6千次左右。当然这是实验室恒温的条件下，常温正常工作的时候不会出现这么极端的状态。

　　这是银隆目前主要的钛酸产品，至于整个发展规划，我们当然也有自己的一些想法。其实银隆钛酸的核心技术，最重要的是在湿法纳米材料制造技术，就是纳米钛酸锂材料，这个材料制作技术不光适合于钛酸锂，同时适合于其他的正极像三元或者负极硅碳这一类材料的生产制造，所以这两个材料也是我们今后发展的一个重点，这也是我们响应国家号召，按照国家技术路线，当然也会开发高比能量，满足不同消费者、不同市场的需求。原来钛酸也会做相应的提升，但是他受本身性质的影响，能量密度不会有特别大的变化，所以我们认为他还会继续发挥他的作用，但是需要一个辅助源，我们这里选的是这氢燃料电池，钛酸锂的总成，通过它的使用可以解决氢燃料电池低温启动能量功率输出的问题，由于钛酸锂的使用也可以解决他在能量回收方面的一些缺点。

　　这是我们做的一款设计，这个车目前原型车已经做出来了，客车和小车的续驶里程都会超过400公里，基本上就可以把里程焦虑这个问题完全解决掉。

　　第四方面，介绍一下目前银隆钛酸在实际应用过程当中，这个主要针对整车了，由于钛酸具有快充、长寿命、耐宽温、高安全的特点，这些技术优势导致它产生了附加的效果，就是非常高的运营效率。快充电意味着可以在短时间之内充满电，所以他配置的充电桩基本上一个充电桩可以配5台大巴以上。另外，与传统车实际运营效率相比，可以1：1的进行替换，不需要做过多的备份车或者备用司机的准备，更符合于我们现在传统车使用的概念，尤其是这种高效率的话，还有耐宽温的工作，可以适用于我们国家从南到北几乎所有地区的实际应用，尤其北方这边冬天的时候更明显。

　　这是目前银隆整个的销售情况，2014年这款车型是我们目前的明星车，仿古当当车。

　　2016年我们自行开发的双层巴士，是作为第二届中美气候智慧型低碳城市峰会的指定用车。

　　这是今年刚刚在北京天安门一号线运行的一路公交车18米的纯电动。

　　这个是不同的车型，当然明星车当当车主要是在我们观光一号线运行了差不多3年的时间，2014年9月28日投入运营，现在已经3年多了，这个是传统的车型，包括还有8米和8.5米的车。还有我们专门给广州机场开发的百度车，另外还有一些商用车。

　　这个是我们实际的测试数据，这是在天安门到永定门这个观光一号线环线，运行了3年时间，整个我们在售后的时候测试电池容量衰减，现在基本上平均值不超过1%，个别的衰减最大值2%左右，所以基本上可以覆盖整个车的使用寿命，如果各位专家或者是朋友有兴趣的话可以去天安门来乘坐这个车实际感受一下。

　　对于我们整车销售的话，我这里简单说，采取一个四方共赢的商业模式，具体来讲，10年租赁、10年质保、整车替换。

　　银隆钛酸还有更多的应用，在一些极端条件下，军方，在极寒或者是极高温的下，另外，目前正在做的项目，高铁能量回收，还有钢铁，储能的项目。

　　这个是工业项目的应用，目前在张北南方电网、国网，都有十几的硬性。

　　最后讲一讲关于产业链综合利用的展望。其实银隆对于产业链的整合一直也不是属于封闭的，对于电池系统一直也希望和更多的企业展开联合的开发，银隆更看重的是钛酸锂这个材料还有电池的核心技术，所以我们在这两部分投入了更多的精力，这个是我们整个综合利用的策略。

　　对于钛酸来说，钛酸锂的回收我们材料研究院正在开发，可以把回收来的负极直接采用烧结方式还原成钛酸锂，效果有一定效果，但却是有一些问题需要处理。

　　这个是刚才说的实际回收的示意图，怎么把废旧钛酸变成纯的钛酸锂，也是我们目前开发的一个重点，作为一个动力电池厂商，也要肩负起相应的社会责任。

　　这个是我们对于钛酸锂银隆电池的整个全寿命周期管理的情况，当然也包括动力电池梯次利用和储能的实际应用情况。

　　这个是银隆的全球战略伙伴。

　　谢谢！

　　（根据现场发言整理，未经本人审核）