中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2017年4月24-26日，第七屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)在蘇州香格里拉大酒店圓滿召開，來自中、美、英、德、澳、日、韓等國家的1400余位嘉賓到場參會(huì)。大會(huì)共邀請140余位行業(yè)專家與企業(yè)代表，圍繞產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)話題，發(fā)表了一系列精彩演講，中國儲(chǔ)能網(wǎng)將向讀者傳遞本次大會(huì)最具價(jià)值的聲音。
大會(huì)期間，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司總裁王威，在“通信儲(chǔ)能專場”，以《新型儲(chǔ)能鋰電池及通信行業(yè)儲(chǔ)能應(yīng)用方案》為題發(fā)表演講，現(xiàn)將演講主要內(nèi)容發(fā)布，以饗讀者。
王威：大家下午好！首先介紹一下我們公司，寧德時(shí)代新能源是2011年成立的，去年我們的鋰電池產(chǎn)值是6.8個(gè)GWH現(xiàn)在排在全球第三，第一是比亞迪，第二是日本的松下，第三就是我們，產(chǎn)值大概有150億。第二個(gè)是我們公司的情況，大概在專職研發(fā)人員有1000多人，包括博士有150多人，海歸20多人。我們投資了4億建設(shè)檢測中心，應(yīng)該是國內(nèi)最好的之一。我們鋰電的專利超過了1700家，這是我們目前給汽車行業(yè)的應(yīng)用，幾乎國內(nèi)主要的車廠我們都和他們達(dá)成了合作，國際上我們跟寶馬、大眾、尼桑和標(biāo)致達(dá)成了戰(zhàn)略合作，所以目前我們在汽車領(lǐng)域做的還是比較好。
第二個(gè)介紹一下我們的鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)品。這個(gè)就是鋰電池技術(shù)體系，所以以前我開玩笑說做鋰電池就跟下圍棋一樣易學(xué)難經(jīng)，做出來很容易做好是很難的。從納米級(jí)的量子仿真工藝、從納米級(jí)到米級(jí)，顆粒的表征、薄層、負(fù)荷材料的再從納米的充放電過程到系統(tǒng)熱防振設(shè)計(jì)到很多技術(shù)門類，所以說鋰電池要把它做好是非常困難的。我們現(xiàn)在產(chǎn)品戰(zhàn)略一個(gè)從材料的鋰電池研究到電池墊新的制作然后電池電箱到最后循環(huán)再利用，我們收購了國內(nèi)第二大的鋰電池企業(yè)，就是最后鋰電池可以完全回收。這是我們最新的產(chǎn)品，這是我們主要的產(chǎn)品，就是發(fā)電側(cè)、用電側(cè)和配電側(cè)。
我想講一下今天下午重點(diǎn)要報(bào)告的內(nèi)容就是新型儲(chǔ)能鋰電池，這是我們現(xiàn)在推出來的新型長壽命鋰電池，目前容量是120AH我們的功率密度是每公斤135個(gè)瓦時(shí)，使用溫度是負(fù)30度-55度，存儲(chǔ)溫度是負(fù)40度-60度，最主要的特征是壽命比較長，我們的設(shè)計(jì)壽命超過一萬次。這是鋰電池跟其他電池不同的地方，就是說在25度的環(huán)境下100%的DOD我們目前的壽命要超過一萬次，實(shí)際上我們的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到16000次，這樣的我們可以大大的降低度電的成本。第二個(gè)是存儲(chǔ)壽命至少要超過15面，其實(shí)我們的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)該是25年以上，技術(shù)上做了一些處理，一個(gè)是選擇特殊的石墨烯，第二個(gè)就是優(yōu)化表面處理、優(yōu)化負(fù)極配方、優(yōu)化正極的配方、電解液的配方改善磷酸鐵鋰的包裹效果，從技術(shù)上的改變來提高鋰電池的壽命。這是長壽命電池的充放電曲線。這是溫度特性，在負(fù)20度的情況下能放出83%的容量和71%的能量，所以在高溫性能和低溫性能都應(yīng)該還是不錯(cuò)的。這個(gè)是剛才我說了我們的設(shè)計(jì)壽命超過了一萬次，這個(gè)東西大家會(huì)說會(huì)不會(huì)是在吹牛？這個(gè)就是我們鋰電池壽命預(yù)測的方法，從單體電芯的模型開始到單體電芯的壽命模型，參數(shù)的一致性、壽命模型，電芯壽命的一致性分布到熱模型然后再到電池箱或者電池包的模型，電芯的壽命分布我們有一整套的方法評(píng)估系統(tǒng)的壽命，這就是電池壽命預(yù)測的數(shù)學(xué)模型。一個(gè)是存儲(chǔ)壽命就是日歷壽命考慮到SED的生長到化學(xué)衰減還有衰減機(jī)制，意義就是說花較短的存儲(chǔ)時(shí)間測試整個(gè)生命周期存儲(chǔ)容量的衰減，能不能達(dá)到這么長的日歷壽命。第二個(gè)就是循環(huán)壽命，充放電的收縮到化學(xué)衰減充放電循環(huán)的時(shí)候衰減模型我們想通過用幾百次的充放電循環(huán)測試來預(yù)測整個(gè)生命周期的充放電循環(huán)容量衰減的情況。這是我們用預(yù)測數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)做的對(duì)比，這是我們在2011年生產(chǎn)的電芯取了900個(gè)然后來跟我們的預(yù)測壽命和實(shí)際壽命進(jìn)行一個(gè)對(duì)比，基本上就是我們預(yù)測的跟實(shí)際的匹配度還是比較好的。
第二個(gè)是我想說一下鋰電池安全可靠性，很多地方有很多誤解覺得鋰電池不安全，所以我想這塊也重點(diǎn)講一下。一個(gè)是我們鋰電池的安全可靠性設(shè)計(jì)，從機(jī)械設(shè)計(jì)、電芯設(shè)計(jì)、軟硬件體系仿真和測試驗(yàn)證來支撐安全可靠性。這是我們系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)，首先就是電芯的一致性就是制造電芯的一致性，第二個(gè)通過特有的風(fēng)阻這些技術(shù)來提高存儲(chǔ)的一致性。第三個(gè)通過熱仿真、結(jié)構(gòu)仿真、冗余設(shè)計(jì)來提高熱設(shè)計(jì)。第四個(gè)是汽車級(jí)的管理系統(tǒng)包括在線式的主動(dòng)均衡再到智能化的電池監(jiān)控系統(tǒng)再到線上線下的測試印證，這就是可靠性設(shè)計(jì)的流程。我們可靠性設(shè)計(jì)的理念就是可靠性的浴盆曲線從早期的失效測定到軟件的BUG、硬件、工藝，第二個(gè)就是用戶使用過程中的追求最低的失效率。之后再到使用的晚期主要失效模型，通過這三個(gè)部分的分析和研究保證電池的長壽命和可靠性。這是我們自動(dòng)化的生產(chǎn)線。這個(gè)鋰電池是遵循著汽車產(chǎn)品的開發(fā)流程，跟目前我們CATO的儲(chǔ)能電池和汽車電池實(shí)際上是同一款的電池，這是電池系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)，我們覺得鋰電池的安全分成了幾個(gè)部分，一個(gè)就是機(jī)械安全，機(jī)械安全又分成幾個(gè)部分，振動(dòng)、沖擊、跌落、針刺、擠壓就是造成電池破損的，這是機(jī)械安全。第二個(gè)就是電安全，外部短路、過充、過放。第三個(gè)就是熱安全，熱穩(wěn)定性的、熱沖擊，上面這幾個(gè)都是國家最新的31485要求所標(biāo)準(zhǔn)的，31485要求動(dòng)力電池安全性的要求。我們公司自己加了兩項(xiàng)就是強(qiáng)制的失效試驗(yàn)和熱擴(kuò)展試驗(yàn)作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來保證鋰電池的安全性。
對(duì)電池安全性的有一個(gè)分級(jí)，第一級(jí)沒有影響，第二級(jí)被動(dòng)保護(hù)激活，第三級(jí)是電池?fù)p壞，第四級(jí)是發(fā)生電池破損以后的泄露，但是泄露的質(zhì)量少于電解液質(zhì)量的50%。第五級(jí)是破裂，第六級(jí)是著火，第七級(jí)是爆炸。但是就是在鋰電池被濫用的情況下，不是正常情況下我們要求所有的電池產(chǎn)品的安全等級(jí)應(yīng)該是小于四級(jí)，這是我們國家31485或者以前的QCT743的標(biāo)準(zhǔn)下電池濫用測試的情況下能夠達(dá)到的安全等級(jí)，比如說過放電，那電芯達(dá)到2級(jí)模組也是達(dá)到2級(jí)，過充電芯達(dá)到2級(jí)模組也達(dá)到2級(jí)。短路、跌落、加熱、擠壓、針刺，最大針刺的情況下相當(dāng)于電池充滿電以后一組電池短路最多達(dá)到4級(jí)，剛才大家看到4級(jí)其實(shí)就是質(zhì)量發(fā)生漏氣并且質(zhì)量損失大于電解液的50%，但是不會(huì)破裂、熄火、爆炸，相當(dāng)于我們有一個(gè)安全閥把里面的壓力泄放出來，所以其實(shí)是電池在極端的濫用情況下鋰電池達(dá)到國家31485或者QCT743安全標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力電池，在濫用的情況下都是安全的。別的電池如果充滿電政府去接會(huì)發(fā)生什么情況？所以說鋰電池是很安全，這是磷酸鐵鋰的。這是測試的報(bào)告和現(xiàn)場的情況，短路、過充、擠壓這是現(xiàn)場的。擠壓電池就已經(jīng)擠的很破了這是我們達(dá)到的電池安全標(biāo)準(zhǔn)，之前各種認(rèn)證QCT743、31484、31485、31486。這是上次我們跟中國移動(dòng)交流的時(shí)候提出來，說你這些所謂的安全性雖然都做到了萬一失效了怎么辦？這些安全措施萬一失效了怎么辦？這就是我們做的效果，就是在一個(gè)電池箱里面放了6組電池我們在其中一個(gè)電池里面把它故意加熱到熱失控狀態(tài)，當(dāng)熱失控之后最多電池是冒出這些白煙在11分鐘加熱失控以后冒出白煙之后煙氣消失，到120分鐘以后箱內(nèi)溫度降到常溫我們把它拆解開就發(fā)現(xiàn)第一是只有冒煙第二沒有看到明火，我們拿來破壞的電池壞了但是也沒有擴(kuò)散到其他的電線。電池在被濫用的情況下出現(xiàn)問題的時(shí)候也不過如此，肯定沒有火。現(xiàn)在動(dòng)力電池是非常非常安全的，所以我也想借這個(gè)機(jī)會(huì)給大家做一個(gè)澄清，因?yàn)樯鐣?huì)上各種各樣電池關(guān)于鋰電的傳言非常多。這是熱仿真設(shè)計(jì)和機(jī)械仿真設(shè)計(jì)，我們在做系統(tǒng)的時(shí)候都會(huì)進(jìn)行這樣的仿真。
這是我們在行業(yè)的應(yīng)用，我們提供的電箱循環(huán)壽命超過一萬次。這是我們可以用長壽命電池在電信行業(yè)應(yīng)用上面就是我說的可以做移峰添谷，以后的應(yīng)用都是后備電池?zé)o論是在基站還是ICT、數(shù)據(jù)中心、機(jī)房都是黑被電池。因?yàn)橛辛碎L壽命電池之后其實(shí)可以做在線式的利用峰谷價(jià)差來做，可以很快的實(shí)現(xiàn)投資的回收。最左邊是北京市的峰谷價(jià)差，北京市一天有兩個(gè)峰，那么峰谷價(jià)差了1.01元，如果跟尖峰比1.13元價(jià)差還是比較大的。鋰電和鉛酸電池的差別在哪里呢？就是我可以一天做多個(gè)循環(huán)，除了峰谷之外還可以峰平。像上海是一天有三個(gè)峰相當(dāng)于鋰電池一天可以充放電三次。如果大家算下來，這個(gè)東西也是合理的，一天三次一年加上維護(hù)就一千次，十年就一萬次。如果是15000次那是15年，其實(shí)鋰電池所謂的壽命15年它的意思是容量下降到了80%不是壽命的終結(jié)，還可以用，這是跟鉛酸電池不同的地方。這就是長壽命的鋰電池出來之后可以把以前我們在電信行業(yè)后備的應(yīng)用可以改為在線式的應(yīng)用。這是以前做的一個(gè)在基站電池充放電的工作模型，我就不講了反正就是峰的時(shí)候放電，谷的時(shí)候充電，其實(shí)調(diào)節(jié)起來非常簡單就是控制電源通過軟件時(shí)間控制端口電壓就實(shí)現(xiàn)電池的充放電。另外就是我們在長輩做的4MW和16兆瓦時(shí)的項(xiàng)目，這是2015年做的15兆瓦、18兆瓦時(shí)的在青海格爾木做的光儲(chǔ)項(xiàng)目，這是目前國內(nèi)最大的商業(yè)光儲(chǔ)應(yīng)用。這是美國做的調(diào)頻項(xiàng)目，3兆瓦1.4個(gè)兆瓦時(shí)，用集裝箱的方式做的調(diào)頻項(xiàng)目。這是在隧道做的光儲(chǔ)微網(wǎng)的項(xiàng)目，為了隧道的照明。這是集裝箱式的一體化充電站，就是把儲(chǔ)能和充電系統(tǒng)集中到一個(gè)集裝箱里面。謝謝大家。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
