中國電池工業網訊 3月21日，由中國電池工業協會主辦，中國科學院物理研究所協辦，中國電池工業網承辦的2019全國高性能電池新技術與新材料應用發展暨電池行業智能制造技術交流會”在南京曙光國際大酒店召開。
大會現場
會議由中國電池工業協會主辦，中國科學院物理研究所協辦，中國電池工業網承辦，旨在貫徹落實《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，滿足新能源汽車等產業發展的需求，充分交流我國電池行業這些年來在高性能電池研發中出現的新技術、新產品、新材料和新成果。中國工程院楊裕生院士、吳鋒院士、中國電池工業協會理事長趙金生、副理事長王敬忠和電池行業重點企業技術高層出席了大會并做了精彩發言。天能集團、超威集團、億緯鋰能、國軒電池、欣旺達汽車動力電池、虎頭電池，南都電源、湘潭電化等電池、材料、新能源汽車、設備、檢測企業及其他電池應用企業、科研部門、大專院校專家等近300位代表參加本次會議。
中國電池工業協會專職副理事長王敬忠主持大會開幕式
中國電池工業協會理事長趙金生大會致詞
在大會致詞中，趙金生首先向與會的院士、專家和企業代表表示感謝和熱烈歡迎。趙金生理事長說：十二五以來，我國電池工業整體保持了較快增長，產品結構進一步優化，技術創新步伐加快，鋰離子電池在滿足并加速普及數碼產品、信息化電子產品的需求基礎上，在動力和儲能領域得到廣泛的應用。新能源汽車的快速發展，推動了動力電池產業的異軍突起，我國已經成為全球最主要的鋰離子電池生產國之一。趙金生表示，據對規模以上企業統計， 2018我國電池行業的主營業務達到6416.63億元，比上年同比增長15.5億元。我國新能源汽車產銷量達到約127萬輛和126萬輛，同比分別增長59%和61%。趙理事長表示，我國電池產業在取得巨大進步和高速發展的背景下：“要在鞏固現有新能源動力電池健康發展基礎上，瞄準世界高科技前沿，加速探索適宜我國國情市場預期的新型動力電池研發和制造”。最后，趙金生宣布大會開幕，并祝大會取得圓滿成功。
為推動中國電池工業向綠色、安全、高性能、長壽命方向發展,加快鋰離子電池高性能材料、新型添加劑等關鍵材料的研發與產業化。為響應國家產業規劃,進一步發揮行業專家“智囊”作用，王敬忠副理事長表示：中國電池工業協會將面向全國增選權威鋰電池專家50名，燃料電池專家15名，擴大“全國電池專家庫”，進一步提升中國電池工業協會的專業化服務能力。
本次增選專家共10名，專家名單：南京國軒電池董事長宋金保，中科院上海硅酸鹽所主任研究員溫兆銀，億緯鋰能股份公司副總裁兼首席技術官袁中直，南京大學教授周豪慎，合肥國軒高科動力能源有限公司工程研究總院副院長、合肥國軒電池材料有限公司董事長楊續來，欣旺達電動汽車電池有限公司總工程師鄭偉偉，南京大學教授劉建國，上海杉杉科技有限公司制造中執行總經理丁曉陽，北京理工大學教授陳人杰。
增選全國電池行業專家證書頒發儀式合影
(部分增選專家還在趕往現場路上，此為受聘專家及代表和協會領導、院士合影）
楊裕生院士在報告中從五方面展開“高性能”電池的理念到實踐。在定義方面，“電動汽車電池的高性能”主要是安全性高;壽命長、價格低;所需資源不受制于人;比能量、比功率滿足所裝汽車的要求。要避免將高比能連通過作為衡量電池性能的首要指標。安全性的重要性方面，安全第一是不同電動汽車的共同要求。不要片面追求高比能電池方面，舉例中，三元電池相關的Tesla三元電池已經失火燒車十余輛。并從技術、發展路線、補貼政策、思想方法等角度分析了電動汽車頻發燃燒的根本原因。磷酸鐵鋰電池方面，表示要振興我國磷酸鐵鋰電池產業，并要發展以硬炭為負極的電容型磷酸鐵鋰電池。在結束語中，楊裕生院士指出我國電動汽車的合理發展路線，即以節能-減排為宗旨，不直接或間接消耗石化燃料，不增排二氧化碳，從太陽能、光伏等途徑進行增程式電動車。最后指出難寄希望的兩種“高性能”汽車動力電池：“全固態”鋰離子電池和“后鋰離子電池”的鋰硫電池。
溫兆銀在報告中主要介紹了固體電解質二次電池的發展現狀及最新進展。指出高性能固體電解質可以有效地解決二次電池的安全隱患問題，并可顯著提高電池的比能量，完全抑制鋰硫電池的穿梭問題，為實現鋰電池的長續航、長壽命奠定基礎。多種金屬鋰/固體電解質的界面技術有效地解決了金屬鋰的枝晶生長和在陶瓷電解質中的擴展。高質量的固體電解質是固態鋰硫電池發展的保障，高阻抗界面是高性能固態鋰硫電池的主要障礙。納硫電池、納鎳電池是兩種典型的固體電解質電池，國外已經實現規模化應用，我國正在快速發展中。
鋰離子電池應用空間不斷拓展，高性能電池的發展依賴于正極/負極/隔膜/電解質等關鍵材料技術的進步。黃學杰首先分別介紹了鋰離子電池典型負極材料的產品類別、比容量、發展方向，及優缺點。接著結合電鏡、電化學等表征手段介紹了系列對鋰電負極材料的研究，指出負極材料由硅炭負極向合金負極的演變。最后介紹了即將建設的中科院北京清潔能源材料測試診斷與研發平臺將建設國內最大和世界先進水平的先進化學儲能、物理儲能、太陽能電池綜合測試分析、LED綜合測試分析及清潔能源用同步輻射光源線站等研究平臺。其中的互聯互通惰性氣氛電池材料與器件綜合分析測試平臺主要功能包括電池材料綜合物理、化學、電化學分析;國內外電池材料與器件對比分析;電池產品失效分析等。
楊續來說，近年來新能源汽車市場管理進一步規范化，他首先介紹了市場化過程中三個重要因素，即高安全(系統安全是底線)、低成本(成本是市場因素)、長壽命(技術組合的實力體現)。接著結合多種檢測手段，講解分析了厚電極與電池壽命即安全的關系、電極材料的物理包覆向電化學包覆的轉變、鋰枝晶生長抑制及電池一致性檢測的方法。
王力臻首先介紹了硅、石墨作為負極材料分別存在的體積膨脹率大、比容量低等問題，針對這些問題，提出納米化、薄膜化、復合化等解決方案。接著介紹了其團隊制備的兩種硅碳復合石墨混合負極，通過電鏡、電化學、XRD、拉曼等表征手段的驗證，表明其制備的炭包硅法可以有效緩解硅膨脹帶來的問題，硅碳與石墨之間具有協同效應，提高了混合負極材料脫鋰容量，但首次或前幾次充放電循環的庫倫效率仍較低。
實現二次電池更高能量密度的目標激勵人們尋求新的儲能體系。擁有超高理論能量密度，且材料成本低廉、環境友好的鋰空氣電池、鋰硫電池、鈉離子電池的出現，為實現這一目標打開了一扇新的大門，但同時這些新型的儲能體系仍面臨許多亟待解決的挑戰。周豪慎在報告中首先介紹了MOF基隔膜抑制枝晶生長的機理，接著重點介紹與討論了鋰空、鋰硫、鈉離子電池的發展趨勢和進展，及其機理研究和產業化問題。
2017年鋰一次電池前十大出口企業中，億緯鋰能以4179.2萬美元高居榜首。相比二次電池，一次電池具有高比能、長壽命(儲存壽命)、寬溫度范圍等特點。袁中直手心愛你介紹了液態陰極鋰電池與固態陰極鋰電池的主要應用領域、當下國內外研究進展以及接下來技術發展趨勢。接著介紹了鋰原電池電壓滯后的一系列解決方案，最后在講到鋰離子電池對原電池市場的沖擊時，主要介紹了一種新型1.5V的USB可充鋰離子電池的多項優越性。
俞會根首先從分類、原理角度介紹了固態鋰電池相對液態鋰電池高能量密度、更安全、低成本、長壽命等優勢。并進一步從電池結構、能量密度、比功率、正負極材料、技術路線等方面介紹了兩者的區別。表示，固態鋰電池尚存在電解質層與電極層界面電阻較大、循環過程中電解質相與電極內顆粒接觸變差、安全性與熱失控行為機理不明等需要進一步解決的問題，但所有問題有可能在3年內找到解決方案，5年內實現小試，8年內實現大規模應用。接著主要介紹了固態鋰電池在各領域及各國家的應用及標準化建設情況。最后介紹了全球固態鋰電研發團隊及企業的布局分布，并講解了衛藍新能源在此方面的多項背景技術、核心制造技術及技術發展路線，預計2021年后實現規模化電動汽車市場應用。
解明主要介紹了未來高比能量鋰電池發展趨勢及PNCD技術在電池正負極中的應用，具體包括高鎳811&NCA、高電壓單晶532&622、高電壓鈷酸鋰、負極石墨、全固態電池界面調控等。
2018年我國新能源乘用車銷售100.8萬量，同比增長88.5%。鄭偉偉認為新形勢下市場形式面臨的主要變化表現為：補貼退坡、特斯拉進入(國產中高檔新能源和燃油車都面臨嚴峻考驗)、充電普及、隱患難處。關于電池系統的技術需求，私人家用與運營出租車需求差異大。關于電池系統的測試需求，主要介紹了“三宗四橫”評價體系，三縱指電芯、模組、BMS，四橫指仿真虛擬驗證、集成驗證、系統驗證、整車標定驗證四大類試驗類型。接著介紹了每種試驗類型的驗證項目、標準及具體要求。
邵丹首先分別介紹了我國現行部分電池關鍵材料檢測標準，包括正極材料31項、負極材料3項、電解液12項、隔膜7項、其他電池材料7項。接著介紹了動力電池關鍵材料的雙向檢測技術。即“自上而下實施檢測”實現關鍵材料性能評價、整體解決方案，及“之下而上實施檢測”實現精準定位儲能產品材料問題。
沈龍博士，上海杉杉科技有限公司研究院研發首席極
沈龍首先與大家共同回顧了碳負極從FVDF油體系到SBR水體系的發展歷程，并對未來發展趨勢進行了簡單探討。表示人造石墨性能優勢明顯，產業布局不合理，未來的主導材料;天然石墨主要應用在對膨脹束縛力強圓柱電池;硬炭在特殊需求領域批量使用，但前提是補鋰;硅炭合金具有高能量密度，與石墨搭配的技術進步，使用量有望越來越多。接著介紹了快充、低膨脹兩種高性能人造石墨的設計思路，以及低成本人造石墨的開發思路。最后講述了硅炭材料匹配石墨的設計選擇。認為人造石墨還有更廣的應用潛力，成本也會隨著發展進一步降低。
孫鵬博士，鈸特環保（上海）有限公司研發總監極
動力電池長續航、低成本的目標決定了三元材料的技術路線是高鎳低鈷，這對電池生產濕度環境也提出了更高的要求。針對除濕設備及凈化工程初期投資大，工期拖延等質量不可控等行業痛點，孫鵬從能耗、工程質量控制等角度提出一系列解決方案，為設備、工程、智能控制等環節提供一站式交鑰匙工程整體解決方案。最后分享了鈸特公司在國內的部分電池生產線成功案例。
劉建國，南京大學教授極
燃料電池被時代周刊列為改變未來世界的十大新科技之一，在我國，氫燃料電池公交車示范運行已經超過10個城市。同時，燃料電池也面臨性能、成本等方面的挑戰。劉建國首先圍繞質子交換膜、電催化劑介紹了車用工況下電池的失效機制。接著介紹了南京大學開發的25瓦直接甲醇燃料電池系統及制備過程。也分享了甲酸燃料電池的工作機制及催化劑研究進展。在應用方面的工作，創建了南京大學昆山創新研究院，進行燃料電池系列產品開發，并建成了國內首個CMA認證的燃料電池檢測中心等。
王金良，中國電池工業協會副理事長極
王金良從五個方面介紹了鋰電的安全與防范。安全風險方面，相比其他電池，由于可燃的有機電解液和高能量密度的電極材料，鋰電安全風險更大。鋰電電池組更是被比喻為“自帶火柴(短路)的油桶”，這些潛在隱患主要是鋰電客觀不可完全避免的內部缺陷，以及隨著循環次數增加一致性下降等導致的。鋰電行業安全現狀方面，由于鋰電被打上“新能源”、“戰略新興產業”標簽，長期存在的產品安全及生產安全事故未得到先關方面足夠重視。
（未完待續，部分專家及22日嘉賓報告將在后續進行報道）
