5月24日,CIBF2018 第十三屆中國國際電池技術交流會展覽會在深圳會展中心開幕。以色列Shmuel De-Leon Energy有限公司Shmuel De-Leon在技術交流會上發表主題演講。以下是演講正文:
首先非常感謝大會組委會邀請我來這里演講,我可能是第一位來自于以色列的演講嘉賓,快速充電已經捕獲了大家很多的目光。如何解決這中間的問題,如何使得這個電池能夠在幾秒中充的非常快,同時能量密度非常大,包括在應用方面有非常大的擴展,不僅是在電動汽車方面,在其他方面也有很多的應用。
首先我想說一下什么叫快充,或者是超快充,在這個行業當中對這個定義都達成了共識,很快從0到80%,一般是在5分鐘之內達到快充的技術。特斯拉就有這樣的快充技術,談到快充,并不是意味著每次都充的非???。大部分的充電有的時候是慢充,我們不想耗盡電池。
給大家舉一個例子,有一些解決方法,現在使用快充的解決方法,消費電子方面的例子,比如說手提電腦,這是USB-C,充電端口,我們是充100瓦。(PPT)大家可以從這個圖上看到,這個電腦有兩個充電端口,一個是USB-C,100瓦,就是快充。另一個USB-C是65瓦,如果看一下電腦的說明書,盡可能的采取慢充的方法,除非真的一定要這么做。所以,作為連接器來說,我們不想對電池造成枯竭和損耗。
另外一個是手機,大家知道手機現在每天都在運轉,今天我們有30瓦,這是快充的方案,這是搞通的快充方案,已經到達了標準,現在已經進入了智能市場。我們再看一下電動汽車,EV For,電動汽車一切都變成電動化,在很多地方可能都沒有電車場,怎么樣去充電呢?在晚上,在家里因為沒有停車的地方,就不太方便充電。所以我們需要有這樣一個選擇,在5-10分鐘在充電樁充電,如果有這樣的機會,就意味著人們在家里不需要有停車場,在充電樁可以進行充電,或者他們有時間的時候進行充電。
作為主機廠,它們了解這一點的重要性,今天它們已經改變了心態,沒有說能源密度是最重要的事情。行駛里程是非常重要的事情,在這方面可能要犧牲一些駕駛里程,可能就要更多快充的技術。
說一下快充2020年的目標,這是快充的400千瓦,我們看一下美國、北美、亞洲的情況,電網實際上對于這么快的快充可能還不太容易接入,所以現在還沒有這么快來實現同時充電這么多的情況?,F在,快充實際上還有一定的挑戰,電池的能力能不能接受這樣的快充,還有它的安全性的問題,然后就是熱問題,熱問題會導致電池的損傷,電網會造成沖擊,是不是能夠到400千瓦同時充電的情況,電網能不能容納這種情況。
另外,我們還要考慮到充電器,做400千瓦的充電,充電器是非常的熱,而且成本問題,電池的問題。我們知道更大的充電器的成本更高,還有充電效率,如果充的特快,成本也是一個問題,效率也是一個問題?,F在普通的設備和特殊的快充設備,快充設備的標準肯定高的很多。普通的為什么不能充的快,因為鋰不能進入到負極,會產生質晶的情況,然后會產生像電鍍層停留的層級的情況,這是一個液態的情況。
固體電池,我們知道會產生一種質晶,這里會導致安全性的問題,會導致內組出現問題,會導致安全問題,比如說短路、爆炸起火等等問題。當我們在快充的時候要有一個非常強勁的電芯,我們要有一個非常好的正極和負極的表面處理。當你在做處理的時候,你會考慮到成本的問題,這個電池成本肯定就變得更高了。大家可以看到有一些估計(PPT),美國的ANL做的,它們預計最快充的電池是要到2020年,它的成本是比較高,100-120每公斤。
我們有標準的技術,已經實現了一部分快充,最重要的一般是像LTO,這是快速陰極的動態情況,這里就不會出現太多的安全性問題。但是這個方面我們可以出現70%的能量密度,能量的密度還是比較低。雖然可以實現快充,所以我們要有一個更好的解決方法。
同時,我們還有一個LPF的充電問題,這是納米材料,有更低的電壓,現在也沒有比較好的解決方法。東芝在這個行業當中應該是一個領先者,它是可再充電池的領先者,在鈦酸鋰當中。
A123是個非常獨特的解決方法,因為我們說的是它的正極材料,這是納米的可再充的材料,它有非常高的性能。同時,它是300瓦時/公斤,但是它的能量密度也不是太高。有一些公司能夠進入到新的事業當中,它們研發一些高級的、先進的電池原材料可以用于新電池。在正極、負極方面,我們可以在Anode用硅降低凝結和厚度,有更高表面的能量,這樣就可以有更高的快充性能和更高的能量密度,這些公司合成材料在正極方面,據報告已經提高了能量的倍率。新的合成的材料在正極方面。
在隔膜材料當中,我們有更薄的薄膜,它是有特殊的涂層能夠提高連接性,快充并不是由一家公司推出的解決方案,其實我們需要很多的組建共同加速快充方面。Storedot,這家公司來自于以色列,是一家新創公司,它在6年前創立的,它們發布了第一代快充技術。在日本進行了電池的生產,以前做了第一代,現在不斷的進行技術的延伸,性能變得更加的卓越。戴姆勒對它進行了投資,這家新創公司接受了很多投資,它有更多的發展前景。
我們看一下快充的全面方法,結構、制造、電極、電解液、正極、負極、高電壓的情況,還有質晶抑制的情況,這家新創公司在中國也有業務布局。(PPT)這是快充市場的業務布局,這是TDK,2015年和三星進行合作,它們有生產移動充電寶,對電動汽車也有更快的充電方法,第一代是2020年推出,第二代會在2022年推出電動充電技術。
我們知道,當我們有電池的時候,電池充電可能比較快,但是充電很快只是一個方面,對于這個技術來說,可以從另一個方面來看,可以從充的很快,但是沒有必要充的過快。所以,我們還有特別的充電圖譜,比如說我們可能會犧牲能源的密度,如果你充電過快的話。比如說180Wh的技術,快充的MNS是180WH。另一家公司是來自于加州,這家公司發明的是以硅基的鋰電池,用的是比較特別的隔膜,可以達到300瓦時/公斤,而它們提供的是5分鐘的充電。這個公司也是在做快充的。
這個是GS Yuasa公司,已經投產了,它們的快充電池可以達到28c,我在日本已經看到它們的產品已經投產了,它們的產品真正可以做到快充的目標。大家可以看它們的一些參數(PPT),是25安的電池可以達到600安的情況。5分鐘的快充樣品,這是他們給出的一個演示。
三星SDI在去年的時候在拉斯維加斯的展示也提到他們有下一代的快充技術,希望在明年進行投產。我想說電動汽車上的快充其實也取決于電池的設計,比方說800-1000電壓,現在只是400伏的電壓。現在在車使用的情況,我們會有一些熱量,現在這個電池所需要的容量是10-20安,如果需要快充的話,我們不再需要大的電池了,同時還可以解決一些成本。另外,我們還可以有電池組,或者是說還有重量方面的減輕。
適合所有人的電動車就是需要快充的,快充是一個必備條件。對于能量密度、功率密度的需求是需要有一個突破的。但是現在的這種進展卻是比較緩慢的,快充就是需要去填補這樣的需求?,F在的生產對于快充而言,并不是能夠滿足的,我們需要有新的技術,所以現在有大概12個初創公司能夠開發快充的技術,我們已經在市場研究的報告當中提到了,新的快充技術應該是在未來5年當中可以進行量產。我們還有新的技術,新的設備可能今天還不能做到,但是未來5年可以緩慢的做到。先到這里,謝謝大家。
主持人:感謝您對于市場前沿的理解。
提問:非常感謝您的介紹,東芝發布了快充的電池,是TNO的負極材料,您是不是知道TNO的材料呢?
Shmuel De-Leon:這個問題挺好的,功率能量密度并不是我所說的,確實是有一些進展,但是太貴了,因為這個材料很貴。我所說的是NMC的快充是完全不一樣的技術。
提問:您說的Storedot用的材料是什么樣的?有沒有相關的信息能夠給到我們?
Shmuel De-Leon:我們是有材料,但它是非常機密的,如果看它們的專利話可以找到一些信息。
提問:我其實找了一些它們的專利信息,但是仍舊沒有辦法找到信息。
Shmuel De-Leon:可以和Storedot直接聯系。
(根據速記整理,未經嘉賓審閱)