在成都召開的2014年第二屆中國(成都)鋰電新能源產業國際高峰論壇上,深圳雄韜集團衣守忠做了《雄韜集團在鋰電池上的探索》的專題報告。

所以我們設計了管式電池,原則是電池電芯厚度不超過28毫米,整個是一個系列。另外是低內阻、大電流結構,獨特的極耳焊接工藝,鋁銅箔集流體作正負極耳。我們采取這些結構和工藝上的措施,主要是盡量降低電池在工作時的溫升。這是一個定時的照片,現在做的單體是從20Ah-100Ah。如果需要的話,這個電池可以用液體來冷卻。我們這個電池它的殼體是不帶電的,可以把它串起來,用液體進行冷卻,這個用在電動車上比較有利。管式電池的電芯從20Ah到100Ah。

下一個問題是電池壽命,鋰電行業經常做的是循環壽命,對老化壽命或者浮充壽命提及比較少,做得也比較少。鋰電池循環壽命一天可以做幾個,幾天下來就可以循環。但是做老化壽命,可能要做十年,等結果就比較著急。但是老化壽命和循環壽命,它可能是不相關的。我在這里給大家看的這個曲線是1C的循環,做了25度、45度、65度,循環次數非常理想。在65度下循環,衰減到80%的時候接近1000次。45度下接近2000次以上,25度下次數非常高,這跟國內的水平是相當的,最好的做到5000次也不是問題。

我想給大家看的是老化壽命,在65度下的表明,這個曲線跟前面的循環次數電芯是一樣的。在65度下衰減到80的時候,大概10周左右。55度-45度都不好,在25度、35度時還是比較好的。如果仔細來計算衰減次數,基本符合溫度升高10度,壽命減半的基本因素。所以很多人經常算使用壽命,一天一循環,一年三百個,我能做三千個循環,就是說能做十年。很多人都做這樣的計算實際上這是有問題的。鋰電池的老化機理,我們這里有很多專家,主要是因為鋰沉積在負極上,因為電池里面鋰是有限的,如果20%的鋰沉積在負極上,按照行業的定義電池壽命就終止了。但是這個問題如果說用碳材料,這個機理是沒辦法克服的。只能通過一些措施來減緩,通過電解液等更好一點的碳材料來減緩。

我們做了一個改進型的電池,60度下表現更好一些。現在我們做到了180天,還沒有見到80%,這比前面的結果就好了很多。所以我在這里提醒大家,光做循環壽命是不行的,一定要做電池的老化壽命。

再一個是低溫充電的問題,如果你們注意一下,有關產品的說明書,會發現鋰電池充電不建議在零度以下充電,有的寫溫度范圍在多少度以下,實際是有問題的,有些比較嚴肅的公司會建議“電池充電一定加熱到10度以上”,這對儲能用有很大問題。本來電池是儲存能量的,提供能量的,現在充電的時候卻需要先把電池加熱到10度,這是目前的一個很大缺陷。低溫下不能充電,主要是因為石墨負極的問題,鋰離子在石墨負極的擴散下的應有非常差。

打個比方講,它的擴散速度可以接納一個鋰離子,如果有強的充電給它五個鋰離子,只有一個擴散到石墨里面,那四個只有在表面沉積。在石墨表面沉積的鋰離,會造成鋰電池不可逆的失效。所以,如果非要在低溫下充電,只有一個做法,把電流降小。我們做了一下-10度充電,大概只能用0.2C,如果用0.5C都有問題。這個紅線就是0.5C充電的數據,衰減得非常快。到-20度影響更大了,充電電流只有0.02C,幾個循環就衰減得很快。0.02C充電是安全的,但是這個什么概念呢?-20度下把鋰電池充足電需要50個小時,這在應用中是不可接受的。低溫充電的解決途徑,只有從負極材料和電解液方面改進,很可惜今天沒有一個很好的答案給大家,希望下次開會時有一個滿意的答案給大家怎么去改進。

我也邀請同行共同研究這個問題,這個問題不解決,鋰電在戶外的使用會受到很大影響。

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[責任編輯:梁小婧]

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