图为微宏公司技术副总裁仝志明

 　　仝志明：谢谢毛博士，很高兴在CIBF这个大会上可以跟大家分享一下微宏在快速充电以及高安全电池方面的一些进展。

　　微宏是一个比较年轻的电池公司，在过去成立10年的时间里，我们一直致力于快速充电和动力电池的开发。

　　目前在市场上用的是两大电池，一种是钛酸锂，这个就是说在5到10分钟可以充满电，电池的循环寿命超过2万次，在100%的DOD的情况下。缺点是能量密度比较低，电池单体的能量密度是85，在这个之后我们开发了第二代快速充电的电池，它能够在10到15分钟充满电，能量密度提升到了120，最近可以提升到150。

　　我先介绍一下这两种快充电池在新能源汽车上的应用。第一代电池最早是2011年，就是5年前在重庆的公交线路上投入运行，到现在最长的车已经超过了5年。这个车每天在线上大概要充电5次到6次。所以在5年时间里面充电也有几千次，目前容量衰减大概是在7%左右。从这个数据来看，这是在快速充电的情况下满足公交车8年的运营寿命是没有问题的。

　　过去这几年时间里面，装配二代电池的车辆已经超过了7万台，包括在欧洲、伦敦这些里面有超过了1000台，在中国超过了9000台。这个是在伦敦看到的红色双层巴士，上面配了18千瓦时的钛酸。

　　这是在德国的冥思特，这也是一个纯电动的车，也是拷贝了重庆的模式，我们在华东、华南、北京也有很多的车辆在线上运行。

　　从去年开始我们把快充这样一个技术应用到乘用车领域，我们跟国内的一家主机厂合作，开发一款可以快速充电的出租车。国内电动出租车最多的车队是在深圳的，24小时运营的出租车，司机希望的是不要因为充电影响他的收入。这款车的性能是在充电之后运行200公里，每次充电15分钟，每天可以保障两班司机24小时全天天候的运营。预计到今年年底这款车就可以上市了。

　　另外一个很重要的特点，我们知道出租车的里程，其实在中国政府规定的6年报废期之内出租车的运营里程大概会到80万到90万公里，这个电池的寿命可以支持出租车长达90万公里的运营需求。

　　我在这个表格上做了一个简单的测算，每天充3到4次，6年时间里的充电次数应该是4000多次，这样就可以支持这辆车运营90万公里，这对于电动出租车来说是一个非常有竞争力的解决方案。

　　前面介绍了我们在快速充电电池上已经实现的业绩。最近这几年在中国公共交通领域上线的车辆越来越多，其实安全性也变得越来越突出。

　　对于来说，我们可以把它形象地表述为它是一个代自带火柴的油箱。这句话是说是非常不安全的。我们知道传统的车上有一个汽油箱，汽油虽然很容易燃烧，但是它不容易点燃（在汽车上）。有一个电解液，除了电解液之外还有一个电能无处不在短路的风险。

　　我们做了500伏或者是300伏的电池包，这个电池包上面我们可以看到很多的接头、很多的动力电缆，这些电线如果出现短路的情况。最恐怖的是什么？正极片和负极片之间有一个薄薄的隔膜，大概20微米，在正常的时候把正负两极分开，你可以充电和放电，但是很不幸的是，电池在使用中间是一个不断变化的过程。我们出厂的时候看到很好的电池，在使用中间因为种种原因，比如说电池的裂化，SEI膜的生成或者是破坏，或者是过充、低温下、高温下的情况造成的。总而言之机械和化学上的变化往往会造成电气极片的形变，可能会造成隔膜的破损。

　　在一个车上有成千上万个的单体电池中间，其实我们不知道哪个电池会发生这种变化，直到有一天中间那个隔膜失去了作用，这个过程实际上是一个很难控制的过程。总而言之，在大批量的使用电动汽车的过程中间，其实安全性一直是业内，无论是做电池的还是做整车的，其实是一直有一个疑问的地方，是不是真的安全？

　　今年中国政府对于新能源车推广的过程中间，使用高能量密度的，不是特别安全的电池这个事情采取了一个相对比较保守和审慎的态度。

　　如果电池出现失控的时候，主要的能量组成是什么？绿色这条是电解液燃烧时候释放的热量，蓝色这个是电能，另外一个是负极和正极，分别和电解液反应所产生的能量。

　　我们看到这里头就是说，我们想如果要把电池做的更安全，看起来是有两种可能的方法，第一种是我们把这里面释放热量的东西看成是不可燃烧的，这样在失控的时候，绿色这个柱状的能量就没有了。

　　2、能量释放的速度。能量多也罢、少也罢，如果释放的速度非常快，瞬间释放，比如说电能短路，在毫秒级内把大量的电能释放出来，然后的高温非常的恐怖，铜、铁都会被熔化掉。如果是缓慢释放，我们装一个灯泡，这样就不会有安全问题。第一个是我们要减少能量释放的总量，第二个是要控制能量释放的速度。通过这两个手段来改善电池的安全性。

　　从这个意义上来讲，刚才前面的专家也提到了，在用户的角度来看，不断希望你们可以提高电池的能量密度，在有限的空间里可以装更多的电池，但是从微宏的角度来看，我们觉得这个事情是一个平衡的工程的问题，如果把这个技术比作一个大树的话，我们认为不燃烧、高安全、快速充电、与整车等寿命，这是大树的根，有了这个根基树才可以长的好。我们单纯提高能量密度，但是事故频发，对一个企业、行业来说都是走不到头的。所以，首先要解决我们认为下面的三个根基的问题。十分钟快速充电是保证电动车的机动性。我们一箱油能跑700公里，快没有油的时候你不用特别担心，因为你知道你在几分钟之内就可以在加一箱油，然后再去跑，电动车不是这样的，跑700公里或者是7000公里也好，你剩一点点电的时候你就没有机动性了，因为你要充电充几个小时，这个是跟燃油车本质的区别，所以我们认为动力车的快速充电是一个非常根本的技术特征。

　　长寿命，一点乘用车10万公里也好，30万公里也好，如果在这个之内你要换一个电池，这个就不是一个合理的工业设计了。这是我们认为最重要的根基。

　　对于快充和长寿命来说，在公交和出租这类车上已经得到了成功的实践，在不燃烧这个安全方面微宏最近也刚刚取得了突破。

　　第一个谈到了不可烧的电解液。什么叫不可燃？我们有一个形象的测试，这个是最直观的一个体验。通过这个我们希望能够在极端情况下电池失控了之后可以这个情况的危害降到最低。

　　关于能量释放的速度。电池出现失控的时候有很多情况，我们现在国标里的测试，包括穿刺、挤压等等。电池内部发生的情况，其实这个隔膜一直是我们的心头之患，它才脆弱了，一般是在100多度，隔膜就会收缩。你做穿刺和热失控的时候，有一个微短路，局部热量一产生，这个点立刻就造成隔膜收缩，就缩成一个大洞，这个造成了什么结果？正负两极就大面积短路，这个时候就会释放更多的电流。

　　目前的技术我们是在隔膜上涂陶瓷，真的做下来这个效果也不是那么有效。这张图片最右边这两个是我们常见的PE隔膜，在150和200度的时候收缩的状况。中间是涂了陶瓷的隔膜，我们可以肯定200、250到300度就变成粉了。其实在高温下，虽然陶瓷耐高温没有问题，但是它所吸附的基材，这个聚合物是不行的。所以温度一高，基础没有了，陶瓷也没有办法去阻隔正负两极。微宏在过去这些年，我们是费了大的事，开发了一个耐高温的隔膜。这个材料用的是芳纶，芳纶我们也知道，是做防弹衣这个材料的，这个材料不太容易做膜，因为一旦形成聚合物之后是没有办法溶解它的。

　　这个隔膜的性能做到300度的时候隔膜是没有收缩的，这个耐高温可以做的很好。

　　为什么是这个温度？在现在高能量密度电池上，很多正极使用的是三元这一类的材料，这类材料是在200多度进行分解，如果电池里面出现无异常的话，在隔膜破损之前能把电池里的电能给消蚀掉。正极材料和电解液之间的反应，在这个过程中间电能逐步转换成了化学能，这个过程跟电能释放来比是相对缓慢的。通过把隔膜提到300度以上，使得在失控前的电能能够最大限度的消失掉。我们现在还在开发下一代类似材料的隔膜，我们要把它的耐温提高到600度，这样仍然能够保持正负两极是隔开的。

　　刚才讲的都是一些想象的故事或者是推理的东西，我们看一个实际测试的情况，左边这张图是一个软包电芯的情况。下面这个曲线，每一个曲线随着你加热电池的时候，电池的温度在逐渐上升，到170度的时候，这个曲线出现了一个突然的，垂直的上升，这个过程发生了什么？前面加热的时候是电解液，正极、负极在分解，电池在放热，到170度的时候，温度垂直上到600到700度，这个过程是隔膜收缩了，正负两极短路了，这时候瞬间释放了大的电流，这是我们做失控、做穿刺会精彩看到的。一个温度失控之后，它的高温会加热旁边那个电池，旁边那个电池上面有很多的曲线，这时候热失控出现了蔓延，最后造成整个系统的失控。

　　如果我们使用了耐高温的隔膜之后，我们看到同样的这个测试，横坐标从0到100分钟的时间里头，第一个电池失控我们加热到180度之后，电池的温度基本上在这个范围里有一个波动，它没有出现一下子上升到6、700度的情况，在这个之前电池的温度，电解液还有正负极材料，很多时候是有化学反应在发生的，如果你的隔膜保持完好，这个失控发生的可能性就没有了。

　　这个图是想说明，我们在电芯这个级别上，通过改变电解液的可燃性，还有提高隔膜的耐温性能来改善电芯本身的安全性。

　　微宏有一个独特的应用技术，我们是把整个电池组浸泡在绝缘的液体中使用。大家都担心电池会着火，就像火山喷发一样，突然喷出炙热的岩浆，如果我们把火山放在海底的时候，你看到海面上有烟，但是看不到岩浆。

　　我们把这个电池放在液体中间去进行穿刺，你看到的是烟，但是没有火。右边这张图是电池表面的温度，蓝色的线是表面温度在100多度，就是着不着火之间的区别。这个电池放在液体中间还带来了很多的条件，我们可以简单的把液体循环来进行加热和冷却，实现一个非常一致性的控制技术。

　　我今天谈到的这个电芯的两个技术，电解液和隔膜在今年年底可以实现产品化。

　　最后一分钟谈一下电池系统方面的防护。国内大巴这两年也在频繁出现失火的事件。失火的事件最多的不是由电池引起的，是由电池外围的线路引起的。

　　这是我们常见的做法，做的很漂亮的电池箱，看起来非常的规范和整齐。我们现在用的很多线缆的防护等级是有相应要求的，但是这些都是在正常情况下的，我们看到这个电池组，如果电线外面的塑料皮因为高温熔化之后，这个系统会出现什么情况？之前是随着金属箱走的，现在是扎在钢梁上的。

 　　仝志明：谢谢，这其实是我想要说的最后一件事情，除了电片之外，系统方面的安全防护也是我们要特别注重的一件事情。