清華大學何向明：鋰電5分鐘快充是偽命題
時間:2018-06-05 09:37來源:中國能源報 作者:何英
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強化電池技術、制造水平
中國能源報：您怎樣看待普遍存在的電池一致性問題。
何向明：手機電池都是單塊使用，但現在無論是大規模儲能還是電動車，都需要將很多電池連在一起。以特斯拉為例，幾千塊18650電池串并聯在一起，就會帶來一致性問題，電流電壓在實際分配中會出現不均。這會帶來兩大危害，一是系統壽命大幅下降；二是導致電池發熱，存在安全隱患。
中國能源報：如何確保電池的一致性，防止問題發生？
何向明：大家的普遍做法是，通過容量、電壓等一系列參數對電池進行篩選，但這些篩選的過程目前比較復雜，且效果都有局限性，也有很多的問題，有些是由于測量誤差造成的。
目前設備的測量誤差大多在1%左右，實際上要達到電池一致性要求，誤差就要低于1%。從制造角度來說，全自動化的制造工程因設備精度、測量參數固定，減少了人為因素，在提升一致性方面有了很大改進。
我們也在思考其他方法來解決一致性問題，由此提出了用串聯充放電進行一致性篩選的思路。具體是先對所有從工廠產出電池的一致性做篩選，然后串聯，再進行充放電，這樣就可以避免設備誤差。
中國能源報：新能源汽車電池著火事件經常見諸報端，進一步突出了鋰電池的安全性問題。如何確保電池安全性？
何向明：電池安全事故是概率性事件。目前的檢測標準不能完全消除電池的安全性問題。鋰電池屬于易燃物，其能量密度高，有正極、負極，使用過程中的發熱會帶來熱失控問題。目前從電池本體技術上加強技術攻關，5—10年左右可以做到保證電池的安全。
電池安全性和與制造水平密切相關，比如空氣中的粉塵，如若落在隔膜上，人的肉眼是看不到的，但這對電池性能影響很大。電池的安全性與電池廠的管理水平、制造水平息息相關。要提高電池的安全性和可靠性，就要在各方面逐步提升，要貫穿在生產管理的各環節。
10—15分鐘快充較現實
中國能源報：日韓在鋰電技術上領先中國，受益于國內新能源汽車的爆發，中國在鋰電方面也在迎頭趕上，這種差距在逐漸縮小。
何向明：在鋰電領域，論創新能力，美國第一；論質量水平，日本第一；論制造水平，韓國第一。但中國的綜合能力是最強的，在鋰電綜合競爭力上、性價比上是領先的。所以中日韓美對鋰電行業而言，都是不可或缺的。
中國能源報：現在關于電動汽車快充技術的報道很多，5分鐘快充是否可行？
何向明：鋰電快充是有希望的，但是像網上炒作的5分鐘即可充滿電，是偽命題。我們認為10—15分鐘是比較現實的目標。比如一輛車50度電，1小時充電就要50千瓦的充電樁；6分鐘充滿電，就要500千瓦的充電樁，500千瓦的充電樁，如果是220伏的電壓，電流就是2000多安培，這是不可能的，在小區里就不會讓用，這涉及到小區基礎設施增容。此外，快充對電池的壽命、安全性有著極大的隱患。
在快充方面，我們也在做一些技術上的儲備，自主研發了一種負極材料，可極大縮短充電時間，目前還處在實驗室階段。
不應單純以能量密度為指標
中國能源報：國家計劃到2020年，電池單體能量密度達到300瓦時每千克，據了解，寧德時代、天津力神、國軒高科企業研發團隊，已基本實現了300瓦時/公斤動力電池的研發。300瓦時的目標似乎已不是挑戰。
何向明：300瓦時的目標單純在技術上來說不是問題，但電池作為大規模應用的產品，最終是用在新能源汽車上，不能只考慮充放電容量，更要考慮安全性、可靠性，還需要在實踐中不斷驗證，在可靠性能上要絕對過關。
國家出臺新能源汽車補貼標準，對補貼設定門檻，規定了以電池能量密度為導向，本意是好的。但也有一定的副作用，首先在成本上推高了電池的制造成本，帶來企業成本的上漲，另一方面企業為達到技術指標要求，需負重前行。
比較而言，國外在電池發展上，在滿足一定能量密度的前提下，更多關注電池的可靠性和安全性。
中國能源報：我們看到現在很多新技術不斷涌現，有專家認為鋰電能量密度在不斷接近天花板，對此您怎么看？
何向明：鋰電技術是由材料決定的，是從材料中不斷進化的電化學，鋰電進步不是一蹴而就，也不是三天兩頭就有進展出來，而是像蝸牛一樣慢慢爬行的過程。
現在經常說有很多新技術取得這樣或那樣的進展，但技術進步突破需要長時間的積累。任何行業的發展都是一個穩步發展的過程，實驗室的突破也往往需要很長的歷程轉化為現實生產力。
另外，任何電池技術都有天花板，技術好壞，市場是最好的檢測——用戶選擇和投資趨向，現絕大多數的新能源汽車都是鋰電池來驅動。
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