【2017中国汽车论坛】林建：比克高能量密度圆柱电池的发展

比克动力电池有限公司研究院副院长 林建

谢谢第一电动网对我们比克电池的邀请，这里我的演讲题目是比克高能量密度圆柱电池的发展。

首先是介绍，比克电池其实在电池应该是说从2001年到现在已经经历了十几年的历史，我们每一年都取得了非常大的突破。包括我们取得了863计划，然后工信部高能量密度电池的开发。我们16年开发出来2.75AH，循环寿命达到1千次，目前也是国内供不应求。达到像我们说的高能量密度，长循环寿命，高安全性这些综合。

比克在全球分部我们在欧洲、美洲、亚洲都有非常大的分部。我们18650产能规划比克现在是中国第一个世界采用这个全自动进口的设备，我们产能规划17年达到8GWh，我们现在车间是高度自动化的设备。我们的这些客户链包括目前的东风、众泰、宇通，早上提到的云度、长城都是我们目前的客户。

接下来我介绍一下比克电池发展的历程，对圆柱电池来说我们进入了第4代，第1代是2.15安时，随着能量密度的要求越来越高了，我们开发了第2代2.4安时，通过使用更高的正负极材料，做到目前循环1000次的循环。第3代2.75，我们可以做到在市场的3.0安时的高容量电池。目前我们的电池包括3.0安时我们也可以做到1千次80%的容量，这个在国内应该是排第一的。明年我们准备量产的是3.3安时，我们可想而知它的重量、能量、密度已经达到了230wh／kg，循环我们力争做到1千次每分80。

这个是更详细的介绍，我们可以看到在目前是2.75、3.0安时，随着特斯拉用21700，我们比克也在推这个接下来做4.2和5.75安时，完成高能量密度电池的设计。这个是更详细的介绍，我们对比一下，对三元来说，早期我们用532，它的克能量只有160，压实在350，随着我们用钢镍达到了190。同样的密度上，它的体积密度达到165。随着我们硅的加入克容量可以大幅提高，硅也不是无限的可以加大，随着硅的加入，它的体积膨胀，目前来说要克服这种大量的体积膨胀收缩存在着非常大的难度，所以硅必须目前限制在10%以内。随着这种技术的进步，我们可以开发出更先进的导电机，来抑制或者适应硅的膨胀收缩，进一步提高硅的循环，这就是下面我要介绍的，我们怎样来提高正极的循环新能，以及负极抑制硅的膨胀等方面的进展。

下面进一步介绍，比克在这几年进行大量的工作就是怎样开发高能量密度，因为这也是适应我们整车厂的要求，目前客户觉得2.4我要达到续航里程500公里，2.4明显是不够的，我们开发了2.75，客户要求说我进一步要600、700，我们需要进一步开发高容量。高容量我们就从这几个方面，因为我们知道电池是四大组成，要达到这些高能量密度，我们需要高的正极、负极材料，以及与之匹配的高电机。

看一下我们在NCA811进展，它们的性能差异是非常高的，电解液氧化性非常强。为了提高能量密度，我们需要它的这种导电剂的量越来越少，但是在减少导电剂的情况下要保证正极材料的接触，也要大量的摸索找到好的导电剂。我们对比了一下找到不同材料的导电急，我们列了几种材料，有811，它无论是高低温性能都有很大的差异，我们要剖析这个差异在哪？怎么样改进？怎么样跟材料商共同开发达到我们需要的正极材料。在低温放电方面，比克已经做了非常好的工作，我们可以看到负20度，其实我们的电池仍然能够放出80%的电量，在低温情况下是非常优异的。

这个是我们做的一些理论的分析，包括它的HPP系，直流主看的差别，我们推导怎样做出一款更好的正极材料来。我们需要尽量少的导电剂提高活性含量，我们也做了大量工作，从点状的SP，到线状的碳纳米管，包括当时和多地我们进行  了大量的工作。我们可以看到点状的SP，包括单币多币他们在性能表现上是差异相当大的。我们要优化出一款好的导电剂优化它的导电性能，我们可以看到单币它在尽量少的添加量情况下达到相当优异的高低温性能。

在非常少量的添加剂的情况下，我们可以达到非常优异的性能，目前的数据达到85%的性能。同样的在2.4安时，我们也进行了正极材料导电剂的开发，这边对比的是单币跟多币的，首先它在克容量方面差异不是很大。我们看到在这种主看，在玻璃强度上不同的导电剂差异蛮大的，取决于表面积的差异。在压实密度上，我们看到导电剂用量的减少，它的高温性能也保持得相当好，各方面表现都不错。循环性能我们通过导电剂的优化，也可以达到85%以上的循环保持。

负极的优化，硅的膨胀收缩会导致它的粉化，我们也需要通过各种导电剂来解决，这也是对比了不同硅的性能，同样的我们要去剖析为什么硅的循环，它的衰减原因是什么？提出我们的改善路径跟供应商一起共同开发。我们可以看到不同硅它的循环性能差异也是蛮大的。同样对硅来说，我们觉得这种导电剂它其实起的作用是相当大的，我们也希望找到一个好的导电剂在硅巨大的体积膨胀收缩下它仍然能够保证硅颗粒之间的互相接触，我们觉得这种单币实际上有非常好的强劲比，这是我们的一些理论分析。越好越高的强劲比就意味着越好的电池接触，它的循环应该是越优异的。我们做了这些，包括容量的，不同的导电剂在负20度也已经达到了85%的放电容量，同样的做这种理论分析也是希望说能够找到直流主看跟它性能差异的对比。3号它的直流主看是最低的，反映在循环性能上，达到1千次75%的循环性能。

粘接剂我们也做了大量的工作，如果我不能抑制硅的膨胀，我们能不能找到一些对锂离子传电比较好的导电剂，在仍然保证锂离子的接触。我们可以看到，首先它的容量差异不大，但是接下来会看到它的直流主看差异是非常大的，我们看到它的直流主看是非常低的。接下来我们会看到，newtep2表现非常好，newtep1不好，我们需要进一步优化对硅颗粒的粘贴提高它的循环性能。同样在电接上也需要进行大量的优化，如果我不能抑制硅的膨胀，我同样能生成好的SEI保证锂离子的接触，提供较低的SEI，较低的主看，我同样能够提高循环。我们现在这款3.3安时的电池，在1千周循环之后还有75%的容量保持。

总结我们比克电池在圆柱高容量体系上进行了大量的工作，我们无论从正极还是负极，电解液、导电剂、粘接剂都做了大量的工作。我们相信比克无论在国内还是国际，在圆柱体系上我们都可以做到世界一流的电池出来，所以我们竭诚欢迎众多的汽车厂商能够跟我们比克进行合作，我们也希望配合国内外汽车厂商提供我们最优质的服务和最优质的电池，希望大家多多指导，谢谢！

（本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审核！）

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