銀隆詹世英：三元正極、硅碳負極將是銀隆未來規劃重點
銀隆新能源有限公司電池研究院副總工程師詹世英博士作主題演講
11月16日，“2017’第二屆動力電池應用國際峰會暨第三屆中國電池行業智能制造研討會”在北京啟幕。本屆峰會由中國化學與物理電源行業協會和電池中國網共同主辦，天津力神電池股份有限公司聯合主辦；中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會承辦，無錫先導智能裝備股份有限公司聯合承辦。參加此次峰會人數超600人。
11月16日下午，以“束縛與發展：重新定義整車與電池”為主題的電動汽車市場分論壇，由中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會高級顧問、國家科技成果轉化基金新能源汽車創業投資子基金合伙人兼總裁方建華主持。
銀隆新能源有限公司電池研究院副總工程師詹世英博士介紹了銀隆動力電池技術的創新與發展。演講實錄如下：
我給大家匯報的內容大概分五部分：
第一部分，對我們公司簡單的介紹。
我們公司全名叫銀隆新能源股份有限公司，目前有八各級地，其中目前已經實現量產的主要一個是南方產業園和北方產業園南方最早是珠海的總部，還有兩個產業園，一個是在河北的武安，還有石家莊的正定，兩個電池廠主要在珠海和河北，河北的產能更大一些，大概珠海產能的5—6倍左右。今年正在全力建設的兩個產業園分別是成都、天津產業園，預計年底之前都會開始投入使用，并且有相應的產出。蘭州產業園目前正在建設當中，蘭州產業園基本建設完成，美國生產基地主要是研發和銷售基地。
這是銀隆目前的產業鏈布局，基本上是閉合型的全產業鏈布局，終端產品分別是整車和儲能產品，他的核心技術主要是在電池和原材料上。目前銀隆這幾年走的技術路線應該是非主流的技術路線，和國內大多數的電池廠家動力電池廠不太一樣，他更關注的是電池的安全性以及可靠性對于整車的實際應用。所以他選擇了一個采用鈦酸鋰作為負極的技術路線，目前來說銀隆是全球最大的銀隆鈦材料，包括電池的生產基地，從2015年新建的生產線基本上都是全部實現了全自動化，包括原材料還有電池以及PACK的生產線。
這個是我們銀隆鈦酸鋰電池的幾大類型，基本上都屬于大電池，有圓柱的、軟包的和金屬外殼方形的。我們銀隆車的品牌，廣通，這個是收購了一個整車的資質，主要生產6米以上的大巴、專用車、還有客車。
銀隆的核心技術專利超過上百項，基本上覆蓋了從原材料一直到整個鋰電池相關的電池技術包括驅動、電池管理系統，所以銀隆是國內少數幾家真正擁有核心專利的幾個企業之一。由于鈦酸鋰具有比較特殊的性質，所以在2016年榮獲了聯合國工業發展組織授予的領先技術藍天獎。
銀隆鈦的核心技術，首先第一個材料，鈦酸鋰材料特點我這里不想說太多，它和石墨相比其實優勢很多，但是問題其實也有，這里面對比表，他的優點，高安全、長壽命、快充，耐高溫，就是公共溫度范圍更寬，這里面主要問題就是說他的能量密度低，當然還有我們專家知道，鈦酸鋰材料普遍受到垢病的問題就是他的成本問題，能量密度低這個問題肯定是實實在在的，是材料本身屬性，是改變不了的。至于成本的問題我個人認為這個觀點稍微有一點點值得商榷，由于鈦酸鋰材料本身一定要實現納米化的處理，包括為了實現他的加工性能包括配套生產，要對他做一個特殊工藝的加工，他原材料成本只是占他的一部分，如果是說不采用比較先進的納米化工藝，在生產過程當中會出現比較大的一個加工異常的情況。但隨著近幾年我們制造裝備，包括攪拌工藝、制漿技術各方面的提升，鈦酸鋰原來的納米材料用的不好的情況逐漸得到了改善，鈦酸鋰材料，因為我們自己有材料研究院，他們也和我們一起聯合開發，把這個材料實際使用成本會降至少一半以上，所以鈦酸鋰的成本問題可以算做0.5吧，所以這個問題，4個優點、1.5個問題。
鈦酸鋰材料制成的鈦酸鋰電池主要有四大優點：
第一，快速充電，6分鐘。什么概念，我們在電化學里面講，10C、6分鐘，可以充到整個電池容量的95%以上。現在整車實際運行充電，我們對外承諾是10分鐘以內，目前來講，在大多數公交，只要使用銀隆鈦酸鋰電池是可以實現10分鐘之內單次充滿的要求，最典型的案例我在后面還會介紹，放電大概也是可以實現10C的。
第二，超常循環壽命，左邊這個圖是我們目前在實驗室測試最早的循環壽命，這個電池是在2013年左右的時候生產的第四代電池，現在是循環了2300多次，容量保持仍然在90%以上，所以他的循環壽命可能算是鋰電池里面唯一一款可以達到兩三萬次以上的電池，是高于傳統鋰離子電池當中的產品，他的超長循環壽命結合其他的特點，使得它在電動汽車領域有非常好的應用前景。
第三，鈦酸鋰電池的超常安全性。這里面解釋不多講了，因為在學術上還是有點爭議，鈦酸鋰表面有沒有SEI膜的問題，各位專家有各自的觀點，總的來講，SEI膜對電池本身的安全性不會起決定性的作用，但對于石墨體系或者硅碳體系來講，SEI膜有無對他安全性是非常重要的影響。這是我們做的一些特殊的實驗，針刺，還有在水里面的針刺，左上角的小燈泡會一直亮下去，各位如果有機會可以到我們公司看，我們會給大家現場演示針刺的實驗，這是不屬于國標的驗證，這是屬于比較特別的我們個人的工程師的愛好，拿電鉆把這個電池鉆透，這個燈泡會一直亮著。
這個過程當中這個電池一直都沒有發生任何的熱失控，不管是冒煙還是起火現象，一直都沒有，這個燈泡也一直亮著。
這三個視頻主要為了體現鈦酸鋰電池異于其他鋰離子電池超強的安全性，這是測試的一些照片，之前我做演講的時候有專家問為什么沒有短路的照片在上面，因為短路實際測的時候也沒有太大變化，和針刺一樣，所以短路可能其他電池問題比較多。制定國標的時候鈦酸鋰電池熱失控算是作為單獨的項目，因為和其他的鋰電池熱失控條件不太一樣，傳統熱失控可能針刺對他不太起作用。
這是鈦酸鋰寬工作溫度范圍的情況，我們實驗室可以做到零下50度和60度的區間，為了保險起見我們會把這個區間壓縮一下，即使壓縮到零下40度到55度的區間，這也算鋰電池里面最寬的工作溫度范圍，這里面工作溫度范圍指可以充電、也可以放電，尤其是低溫充電的情況，是鈦酸鋰獨有的性質，不是說石墨類的電池不能充，也可以充，但是經過一百多次的循環，析鋰會很嚴重，基本上這個電池會提前報廢掉，而且安全性也會急速降低，所以一般使用磷酸鐵鋰或者三元電池會強制要求不允許在零度以下充電，鈦酸鋰沒有這個強度要求。
在高溫條件下，第三行數據是低溫的數據，至于他高溫的數據，鈦酸鋰電池因為他本身的長循環壽命，使它在高溫時候測試的循環性能會更好，當然三元電池和磷酸鐵鋰電池現在水平更高一些，但是不會有太大的變化，這和材料本身的行之有關系。一般我們做一個簡單的模擬來說，鈦酸鋰電池常溫循環壽命大概55度高溫壽命5—6倍左右，所以鈦酸鋰電池在這么高溫下仍然可以超過5千—6千次左右。當然這是實驗室恒溫的條件下，常溫正常工作的時候不會出現這么極端的狀態。
這是銀隆目前主要的鈦酸鋰電池產品，至于整個發展規劃，我們當然也有自己的一些想法。其實銀隆鈦酸鋰電池的核心技術，最重要的是在濕法納米材料制造技術，就是納米鈦酸鋰材料，這個材料制作技術不光適合于鈦酸鋰，同時適合于其他的正極像三元或者負極硅碳這一類材料的生產制造，所以這兩個材料也是我們今后發展的一個重點，這也是我們響應國家號召，按照國家技術路線，當然也會開發高比能量，滿足不同消費者、不同市場的需求。原來鈦酸鋰電池也會做相應的提升，但是他受本身性質的影響，能量密度不會有特別大的變化，所以我們認為他還會繼續發揮他的作用，但是需要一個輔助源，我們這里選的是這氫燃料電池，鈦酸鋰的總成，通過它的使用可以解決氫燃料電池低溫啟動能量功率輸出的問題，由于鈦酸鋰的使用也可以解決他在能量回收方面的一些缺點。
這是我們做的一款設計，這個車目前原型車已經做出來了，客車和小車的續駛里程都會超過400公里，基本上就可以把里程焦慮這個問題完全解決掉。
第四方面，介紹一下目前銀隆鈦酸鋰電池在實際應用過程當中，這個主要針對整車了，由于鈦酸鋰電池具有快充、長壽命、耐寬溫、高安全的特點，這些技術優勢導致它產生了附加的效果，就是非常高的運營效率。快充電意味著可以在短時間之內充滿電，所以他配置的充電樁基本上一個充電樁可以配5臺大巴以上。另外，與傳統車實際運營效率相比，可以1：1的進行替換，不需要做過多的備份車或者備用司機的準備，更符合于我們現在傳統車使用的概念，尤其是這種高效率的話，還有耐寬溫的工作，可以適用于我們國家從南到北幾乎所有地區的實際應用，尤其北方這邊冬天的時候更明顯。
這是目前銀隆整個的銷售情況，2014年這款車型是我們目前的明星車，仿古當當車。
2016年我們自行開發的雙層巴士，是作為第二屆中美氣候智慧型低碳城市峰會的指定用車。
這是今年剛剛在北京天安門一號線運行的一路公交車18米的純電動。
這個是不同的車型，當然明星車當當車主要是在我們觀光一號線運行了差不多3年的時間，2014年9月28日投入運營，現在已經3年多了，這個是傳統的車型，包括還有8米和8.5米的車。還有我們專門給廣州機場開發的百度車，另外還有一些商用車。
這個是我們實際的測試數據，這是在天安門到永定門這個觀光一號線環線，運行了3年時間，整個我們在售后的時候測試電池容量衰減，現在基本上平均值不超過1%，個別的衰減最大值2%左右，所以基本上可以覆蓋整個車的使用壽命，如果各位專家或者是朋友有興趣的話可以去天安門來乘坐這個車實際感受一下。
對于我們整車銷售的話，我這里簡單說，采取一個四方共贏的商業模式，具體來講，10年租賃、10年質保、整車替換。
銀隆鈦酸鋰電池還有更多的應用，在一些極端條件下，軍方，在極寒或者是極高溫的下，另外，目前正在做的項目，高鐵能量回收，還有鋼鐵，儲能的項目。
這個是工業項目的應用，目前在張北南方電網、國網，都有十幾的硬性。
最后講一講關于產業鏈綜合利用的展望。其實銀隆對于產業鏈的整合一直也不是屬于封閉的，對于電池系統一直也希望和更多的企業展開聯合的開發，銀隆更看重的是鈦酸鋰這個材料還有電池的核心技術，所以我們在這兩部分投入了更多的精力，這個是我們整個綜合利用的策略。
對于鈦酸鋰電池來說，鈦酸鋰的回收我們材料研究院正在開發，可以把回收來的負極直接采用燒結方式還原成鈦酸鋰，效果有一定效果，但卻是有一些問題需要處理。
這個是剛才說的實際回收的示意圖，怎么把廢舊鈦酸鋰電池變成純的鈦酸鋰，也是我們目前開發的一個重點，作為一個動力電池廠商，也要肩負起相應的社會責任。
這個是我們對于鈦酸鋰銀隆電池的整個全壽命周期管理的情況，當然也包括動力電池梯次利用和儲能的實際應用情況。
這個是銀隆的全球戰略伙伴。
謝謝！
（根據現場發言整理，未經本人審核）
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