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论坛 | 2018中国惠州电池技术与新能源汽车产业发展论坛回顾——惠州亿纬锂能CTO袁中直报告

储能与动力电池及其材料2022-05-09 12:20:09


导读

2018年1月13—14日,由中国储能与动力电池及其材料专委会主办,惠州亿纬锂能股份有限公司承办,惠州市蓝微新能源技术有限公司、深圳市海目星激光智能装备股份有限公司协办的电池技术与新能源汽车产业发展论坛在广东惠州隆重召开,本次论坛的主题是“供需协同与技术升级”。


亿纬锂能首席技术官袁中直先生


论坛期间,惠州亿纬锂能股份有限公司首席技术官袁中直先生做了题为“锂电领域亿纬方案,持续推动智能互联生活”的主题报告,以下是报告的内容概要:


尊敬的各位院士,各位领导,各位专家,大家上午好!我是亿纬锂能股份有限公司的首席技术官袁中直,我今天报告的内容与大会的主题有点不一样的地方。因为我们今天论坛的主题是电池技术与新能源产业发展,那么我们说汽车的发展呢向着三化这个发展,分别是电动化、智能化和无人化。还有制造AI发展的也是非常的蓬勃。前面第一个化,电动化就是我们的动力电池,大家主要的精力就是放在动力电池上面,那么我今天讲的电池可能与动力电池作为驱动动力的动力电池有点不一样 ,就是刚刚我们董事长刘金成博士介绍的一次电池。锂一次电池,锂原电池在座的各位其实都用过。如果说你家里有电表,智能电表,智能水表,那就是我们的电池;如果你骑过共享单车,如果你开车,车上有ETC,那就是我们的电池;我还要告诉大家的就是,如果你买过智能电饭煲,如果你买过智能冰箱,如果你买过智能的洗衣机,那你们也要用这个电池;还有一个呢就是与今天这个主题有关的,据说宝马车上有50多个电池,都是用到各个传感器上的,我要告诉大家的就是其中有一个电池叫做E-call系统,应急呼救系统。当出现故障或出现问题,就是比如车祸,人不能动弹的时候的紧急呼救,那么其中有一款电池有少量的就是用到我们的电池,归纳起来我今天讲的主题就是我们在持续推动智能化、无人化这样的互联生活的时候,我们需要什么的电池方案,我们亿纬有综合的电能源的解决方案,所以说我今天的主题就是这个,互联网时代已经来了,那么我们准备好了吗?


今天我主要是围绕这个主题来讲的,亿纬公司的介绍在这个宣传手册上都已经印了,所以我也就不再介绍了。下面我想介绍我们公司的研究能力,在这个屏幕上显示的是我们整个研发是在我们董事长,总经理,还有我们研究院的院长刘金成博士作为带头人然后建立起来的。目前,证券公司把我们公司定义为一个研究型的公司,主要表现在我们建立的研发机构现在有20名博士,135名硕士,有500多名专职的研发人员,有50000平方米的实验室和中试线。目前我们是想向着整个研发资产5亿的这个目标去迈进,每年的研发投入是达到我们总收入的8%左右。整个我们是想围绕这样一个愿景,在技术上能够支撑世界一流的锂电池企业,并且对国际的锂电池行业有所贡献。


我们取得的整个成绩,主要有这样的几个平台,一个是国家级的企业技术中心,还有国家发电委给我们的锂电池关键技术与材料国家地方联合工程中心,同时也有博士后科研工作站,取得的成绩包括两项广东省的科技进步一等奖,三项国家的专利奖。今天我要讲的内容就是围绕着刚才我们董事长说得三个业务中的第一个业务讲的,关于汽车动力电池,我们后面还有一个报告就是湖北金泉公司的总经理吕正中博士,他会说动力电池方面所做的工作,所以我汇报的就是这个,整个我们公司现在有这样的几块电池,第一块是金属锂电池,包括锂-亚硫酰氯,锂-二氧化锰,锂-氟化碳还有锂-硫化亚铁这样的电池。第二类就是锂离子电池,现在比较火的就是用在汽车上作为主动力的动力电池,同时还有锰酸锂电池作为三星产品的主要电池,但是我们主要与别的企业不同的是我们具备所有的全系列的锂离子电池的解决方案,包括不同的化学体系,三种化学体系,四种封装方式,包括圆柱,软包和方形。另外的还有一个非常有特色的锂电池电容器,后面呢我分别来一一的介绍,整个这样的电池体系构成这四大板块的业务,主要是锂原电池和锂离子电池这两块。另外在系统方面,我们主要有复合电源和电源系统,应用领域是互联网和能源互联网。我今天讲的是互联网方面的工作,互联网在座的每一位都接触过,也都用过我们的电池,它主要的特点就是面向未来的生活我们要具有全面的感知,能够可靠的传输数据,同时能够智能化的处理来开发的电池,这样的电池它具备什么样的特点?它将向什么样的方向发展呢?这里我引用了几个曲线,目前我们所说的在AI人工智能的时代到来的时候,一些专业机构所做的预测。我们所看到的预测不一定说很真实,但它至少代表了未来快速发展的趋势。我们亿纬锂能在这个方面电池的解决方案现在已经用到的一些方面,这些方面包括公用事业就是智能的表器,电表、水表、气表和热表。


智慧工业,包括机器人,各种传感器,这上面都需要有这样的一个电池;包括资产的管理,资产的追踪;还有医疗,我们目前做的医疗电池就是人体植入式的电池,对人体一些神经等之类的问题进行治疗。还有智慧建筑,智慧城市,后面我一个一个来讲。现在我讲这样的几个应用,一个是城市管理,这是现在政府特别头疼的问题,包括现在的共享单车,现在的拥堵问题。我们知道新加坡才出的智能拥堵自理方案以后,城市的交通管理非常的有序,那么我们现在大城市的共享单车管理是非常的糟糕,如果用到我们现在的方案,北上广深也都已经在用我们的方案,放到小黄车、摩拜能够做电子围栏来继续管理,把信用,物理的,财产的管理结合起来的话形成了一个新的政府自理的方案。


智慧市政是什么意思呢?我这里举了几个例子,智慧路灯、智能井盖,智能消防栓和智能的垃圾桶。这些都是与我们政府的公共管理密切相关的,同时智慧的路灯还在将来的我们无人驾驶里面有非常重要的作用,因为无人驾驶仅仅靠GPS或者是靠北斗是不可行的,不管它的定位精度达到多少米都不能解决现场的问题,那么说每一个路灯的定位都是一个发射杆,这个时候它才能真正的把定位精确到毫米,再加上它的智能感知,才可能做到无人驾驶,另外就是智慧园区,比如说小区的管理。另外智能安防包括我们通常所说的烟雾报警器,但是仅仅使用报警器是不够的,怎么才能实现智能处理,智能感知和智能应对这是很重要的,智能门禁,现在我们很多家庭都用了智能的门禁锁,可以刷脸了,我们知道早上吃饭可以刷脸进来,可是他是靠人刷进来的,如果说我们以后这个会议注册可以刷脸进来,刷指纹或者刷什么进来。另外就是无线监控,这些东西里面里面都需要用到电池,再一个呢就是人员的管理,包括老人和小孩的追踪、跟踪。资产的管理还有动物的追踪。动物的追踪,其中就是刚刚我们市长讲惠州市一个宜居的城市,非常漂亮,空气非常清新,还有一个比较重要的就是我们惠州还有美丽的海滨,海滨里面有个中国最大的海龟养殖场,我们曾经做的一个重要工作就是在海龟身上装上我们的追踪器,能够知道海龟在海里面游一圈回来时可以带回什么资料,这是个非常重要的生物监测、追踪的应用。另外也包括宠物的追踪,智慧农业也是一样开展的非常好了,包括家禽的养殖,绿色植物蔬菜的种殖。也产生了一些类似于鸡联网,鸭联网,牛联网这样的东西。拿奶牛产奶来举例子,现在已经有宣传通过这些联网已经可以完全知晓每一瓶牛奶在什么时候由哪一头牛产下的。

车辆的追踪刚刚我已经说过像宝马等一些车上都有定位或者呼救什么的,,包括车辆追踪防盗系统等等。另外就是自动救援,就是E-call系统。自动驾驶,无人驾驶在现在是很火的,我就不具体的说了。另外一个就是智慧医疗,将来我们说的大健康或者是大的卫生系统所发展的一个方向,我们目前做的已经是电池可以放在人体植入式可以植入到皮下,然后可以对帕金森或者什么的来进行治疗,这是其中的一个,那么这一个目前只能用我们的这样的一个电池。还有就是智慧物流,现在的几大物流公司都在做这样的几件事情包括包裹的追踪,共享快递盒,其中共享快递盒在我们去年11月份讨论的很厉害,大家都说快递包裹的的垃圾非常多,所以说将来能不能共享快递盒,我记得11月份左右报纸上还搞了一个宣传说你愿不愿意用别人用过的共享快递盒。另外就是下一代的5G,5G的技术其实就是物联网的技术,它是两个关键词,一个是位置,一个是时间。


下面我们来看看,刚刚我说过那么多的应用场景,他们对电池有什么样的需求和要求呢?第一个要求就是长寿命,正是因为它长寿命,所以我们在座的各位都用过我们亿纬锂能的电池,但是你却不知道它和亿纬有关系。另外一个就是宽温,比如说我们的汽车,我们放在野外的物流追踪生物监测它的温度都要求-40℃~+125℃,它的温度范围要求的特别宽。 低自放电率和长寿命是放在一起的,还有一个就是在医药的时候,比如说我们要呼救他,唤醒他,他发信息出来的时候需要发脉冲电流,这是它的要求,也正是围绕这个要求,我们开发出来,高比能量的锂原电池,大家注意,这都是原电池,我说的这些应用场景都没有能量来源,或者说都不可以充电,就像宝马车上E-call系统在紧急的情况下是不可能有电的,那么大电池就可能撞毁了或者是失效了,这种情况下,我们开发的电池的特点,它的温度范围,它的寿命以及使用年限都可以达到这样的要求,当然安全也是必要的,这些都是建立在高的比能量这个基础上。下面呢,我们看这个高的比能量从哪里来?在座的全部都是电池专家,我们知道在下一代的电池都要向负极式金属锂这个方向,因为金属锂是现在比能量最高的负极材料。我们做的这些电池它们全是金属锂电池或者说负极全是金属锂只是因为正极不同,我们才把它们叫做不同的电池。包括锂-亚硫酰氯,我们看到负极都是锂-亚硫酰氯,锂-氟化碳还有锂-硫化亚铁,锂-二氧化锰等等这些都是金属锂电池,但是唯一的一个就是我们为了解决这些电池存在的脉冲电流问题,所以我们开发了锂电池电容器。这个电容器不是电池电容器,后面我也会说它是什么东西,具有什么样的特点。这就是我们刚刚讲的四种电池的外观形状。


现在呢我们来看锂-亚硫酰氯电池,这是一九七几年就开发的,我们在这样的一个基础上发扬光大,我们看它的比能量是目前商业化电池里面比能量最高的,高能量密度  650Wh/kg ~ 1280Wh/L,它的储存寿命是10-20年,以色列的塔迪兰可以做到25年。锂-二氧化锰电池的储存寿命也很长,它的比能量也可以达到400Wh/kg,但是它的电压低,是3V的。下面有几个应用场景就是我们产品应用的,还有一个就是有可能代替我们现在1.5V碱锌电池的锂电池,锂电池现在都是3V以上的,但是这是一个非常特别的锂电池—锂-硫化亚铁电池,它的电压是1.5V,将来可能代替我们老百姓使用的电池,它的使用寿命都能达到十年以上,温度范围都能达到-40℃~+80℃。另外后一个就是锂-氟化碳电池,它除了温度范围和比能量特别高以外,它还有一个特点就是高温性能特别好,高温下可以持续使用,也正是因为这样,所以说我们现在做的人体植入式的电池以及生物监测的电池就是用的这个电池。人体植入式就是用来医疗治疗方面的。那么用到动物身上的我们可以做到非常小。我们的下一个目标就是能够做胶囊电池,将来我们在做胃镜的时候吃一个胶囊进去,就叫做胃镜机器人。植入式电池我们已经在使用了,还有一个就是我们现在供给国外的客户,那么他们用这样的电池对鱼群,对重要的动物比如说人不可接近的老虎等一些大型的动物,进行监测,监测的方式是用枪,我们的电池特别小,所以检测器就做成了子弹,用枪打在鱼群的身上,老虎的身上,方便快速的植入监测器。这些监测器显然也是不可以充电的。


还有一个就是SPC电池电容器,这是我们独创的,目前国内也是我们在生产,或者说在世界上我们也是不同的,它除了温度范围宽以外大家可以看看比能量。它的电压是3.7-3.8V,所以说它不是超级电容器,超级电容器的电压最高的是2.7-2.8V左右,因此它的比能量很高可以达到40Wh/kg,这对电容来说已经是很高的了,我们目前呢还可以做到50多,那么比功率都可以达到2000W/kg,这个做提供脉冲电流等是非常好的,它的寿命也可以达到十年以上,目前我们主要可以用到汽车电子、ETC包括物联网电子标签的这些方面。


我下面说下这个电池电容器与前面的锂原电池有什么关系?我们通过把它与高比能锂亚电池复合,它们的电压正好是匹配的,可以直接并列使用,用锂亚电池来给它提供电流,然后电池电容器向外发出脉冲,当我们需要唤醒,或是需要向外发处数据时,我们就通过这样的一个方式来发射数据,在右上角可以看见我们客户典型应用的一个曲线。平时都是不用电的,但是在需要发射数据的时候,需要一个大的电流。那我要报告的亿纬在这些方面的报告基本上已经完了,我在这里还想说一下的就是我们下一代的电池现在可能是固态的金属锂电池或者是固态电池。但是固态电池不用负极不用金属锂的话,可能比能量也没有办法提高。因为比能量是正极或者负极的活性物质决定的,所以说在下一代的金属锂电池里面我们亿纬公司在金属锂上面是有丰富的经验的,也有成功的工程方面的能力,因此我们现在也开展了这方面的工作,我们希望后续能与各位科学家一起合作,在这个上面开展工作,为下一代的固态金属锂电池能够做出贡献。非常感谢!我汇报完了。


(以上现场致辞由“储能与动力及其材料”微信公众号整理,演讲速记整理, 内容有删节,未与演讲者确认,如有任何不妥之处请联系我们修改,转载前请务必取得授权,否则我们将追究抄袭者的侵权责任)


袁中直简介:


袁中直,惠州亿纬锂能股份有限公司首席技术官。先后获得多项省市级科技奖项,包括: 2008年获第十届中国专利优秀奖、2009年获第十一届中国专利优秀奖,2016年获第十八届中国专利优秀奖; 2009年作为《方型高容量锂/亚硫酰氯电池》项目的负责人,获得广东省科学技术一等奖、2010年作为《ER14250型高能锂/亚硫酰氯电池》项目指导人,获得广东省科学技术二等奖、2011年作为"一次锂电池"的主要发明人发明,获得广东省专利优秀奖。

袁中直多年来一直致力于化学的研究,是50多项锂电池相关专利的首要发明人,是《GJB2374A-2013 锂电池安全要求》等两项重要国家军用电池标准的主要完成人。