CIBF丨河南克能柯克：软包动力锂离子电池产业化现状及发展趋势之一瞥

2021年3月19日，由中国化学与物理动力工业协会动力电池应用分会、电池中国网联合举办的第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF·深圳)在深圳举行。大会期间，河南科能新能源科技有限公司董事长柯克发表了题为《软包动力锂离子电池产业化现状及发展趋势一瞥》的主题报告。

以下为演讲实录:

首先感谢张老师给我这样一个与专家领导交流汇报的机会。在正式汇报之前，我想对个人做一个简单的介绍。我1991年在哈工大开始学电池，到现在研究电池已经30年了。这30年中有10年是在日本，7年是在魏超集团，一个小的权力领袖。去年，在魏超战略的支持下，我开始成立科能新能源，生产软包装动力电池。在这个过程中，我经历了很多种化学电源，包括10年做燃料电池，早年把手电筒用的锌锰电池做成充电电池。我在北大做博士后，第一次跟齐鲁教授研究工业化锂电池。之后在日本待了10年，接触了燃料电池，包括在丰田做了几年氢氧燃料电池。

之所以报道这样的背景，是因为我们在思考，电池的终极解决方案是什么？现在制造的锂电池是什么状态？这和今天的话题有关系。去年锂电池全面爆发。这两天很多专家都在说这个万亿的行业。从去年资本市场对当代Amperex Technology Co .，Limited和比亚迪的反馈来看，似乎已经“实现”了万亿美元的产业，两家合并市值1.4万亿，非常不错。一个话题是这种势头会持续多久？锂电池能用多久？两年前从这个行业走出来的诺奖得主吉野先生说，未来10年锂电池将占主导地位。

在这个过程中，什么技术路线占主导地位？现在众说纷纭。有人说5年后固态电池会普及，有人说10年基本没希望，有人说燃料电池很快会普及。这方面我个人觉得很难判断，但是从上面的数据来看，比如材料体系，形状规格，大的，小的，方的，圆的，软的，硬的，总体来说是此起彼伏，比如圆柱形电池在5-。后来方形电池占了很大比重，但今天我们的专场讲的是软袋，这可能也是一个新的趋势。最有意思的，像磷酸亚铁锂，刚才专家说的材料体系，现在面临一个问题。没有行业内的规模和采购基础，材料拿不到，价格翻了很多。两年前说磷酸亚铁锂已经快被三元打败了，产能过剩，现在一夜之间变得供不应求，所以三十年河东，三十年河西。这是现实的考虑，也是真实的行业情况。最近，刀片电池在业界掀起了一股热潮，引起了极大的关注。

回到今天的话题——柔性电池。早些年，人们对胀气、边缘腐烂、漏液等等感到非常焦虑。目前已经有了很大的改进，特别是经过了12年的市场检验。日产制造的纯电动乘用车leaf于2009年首次工业化生产。前几年看到这款乘用车销量第一。现在不太关注情况了。至少在行业内，从2009年到现在的12年，有持续的、更多的改进。昨天听王福能先生说，欧洲20款中有15款是软袋需求，可见软袋的势头确实得到了业界的认可。除了能量密度，在我们对软包装的期待中，还有安全问题。安全性和能量密度可以结合吗？期望值很高。这两天，人们都在关注现代回忆的问题……车辆，这说明软包能源系统对于做电池的人来说仍然是一个巨大的挑战，仍然很难把握好安全性和高能量密度之间的平衡，因为这中间有一个核心的成本问题。

做锂电池的人如坐针毡。有什么困难？正是频发的安全事故，可能让很多企业夜不能寐。从统计数据来看，我记得不是很准确。约有一半的事故是处于静态，大部分与电池内短路有关，这是充电过程中锂枝晶的形成。还有制造过程中毛刺和金属粉尘的影响，这些“看不见的”内部短路的潜在危险是最大的诱因。关于这个话题，春节前后，王传福老师提出了“安全检测标准”的问题。针灸是否应该拿出来作为强制检测标准？众所周知，2016年左右曾经是国家标准，后来针灸项目暂停实施，老问题也和行业发展趋势有关。

从软包的角度来看，相比硬壳是有增长的理由的。在安全检查中，模拟内部短路的针刺，特别是在高能量密度系统中，硬壳还是比较扎心的，三元有一个快速放氧的过程。除了针灸，还有滥收费。因为有电池管理系统，所以可以很好的控制，但是小概率事件总是会用到。在这种情况下，铝壳过度充电还是挺吓人的。所以我们行业纠结这个事情，就是软包装在软硬壳上有发展的理由。

科能公司下一步的发展定位是定位于柔性电池。当然，我们不认为按照一条技术路线就能解决所有的应用场景，但我们认为这是量身定制的。根据场景和应用目标，现阶段不追求轻动力汽车场景下的高能系统。所以经过几年的实践，软包纯锰酸锂是主要产品，长寿命的锰酸锂可以做到2500次。锰还是比较难处理，寿命不长，也怕热，所以锂电池“锰难”。但通过近几年的实践，我们开展了大规模制造后的全生命周期检验，并在现有行业中找到了它的应用场景。同时兼顾磷酸亚铁锂和高能量密度体系，但对高能量密度体系持谨慎态度。至于锰酸锂，优势非常明显。就像我们看这个图的红线，电压平台相比三元还是比较高的。这是48伏模块的放电间隔。从充满电到放电，电压衰减很低，但三元从52伏到最后只有42伏，尤其是冬天。我们认为锰酸锂在某些场景下具有独特的优势。尤其是在什么领域？非乘用车，在对体积和重量要求不是那么高的环境下，还是有应用空间的，比如两轮车、三轮车、低速四轮车、专用电动车、区域物流车等。，也就是锂电池的“猛男”。

“两会”上有很多权力交换的提案。这个概念是从我个人角度理解的。从产业角度来说，替代燃油车是必须的，一是能量密度高，二是安全通用的快充。是不是还很难实现，让万能换电产业化计划得以实现？

这里有几个小实验分享给大家。这个实验就是针灸。上面是自然光下针灸的照片，下面是相应场景的红外热成像。针刺短路发热明显，最高可达70-80度，很快就会降低。这是由于工艺的设计和电液、电解材料的实现。说白了就是因为发热导致局部内阻迅速增大，防止直接短路导致能量快速释放。即使针刺后，电芯仍能正常放电，几小时后电就能放完，不会燃烧。关于针灸也有一点争议。它……设计单个电池单元和制造电池系统更安全。这里还有一个争议，就是针灸安全吗？我个人的看法是，针灸不一定绝对安全，但是通过针灸是相对安全的。是不是说单体针刺后做模块和系统就安全了？用针灸也一样合理吗？以前的标准中，有一个模块是针刺的，具体我记不清了，大概是针刺的三分之二的模块，或者多少？如果不燃烧不爆炸，通过检测就是好产品。

下面是一个小实验，供大家参考。七节电池充满电后，我们将它们并联起来。并联就是说它们不是连在一起的，而是排列然后针刺。

(图)现在7节电池，第六节电池被刺。它是红外热成像，监测温度。监控是指针从侧面电池中漏出的地方。环境温度大约是30度。在这样的室温下，你看到的就是图上的黄色区域。针一出来，温度就升高了。刺穿第一个然后第二个。我们来看看这个小视频。

(视频播放)

柯克:当人们看到这个的时候，他们很担心我。可能有些电池状态不好。我们来看看打开实验箱是什么感觉。七棒只刺六棒，第七棒没有刺，只有第六棒有热逸散，其他都没有热逸散，第七棒稍微发黑就能正常放电。这是一个有趣的结果。下面我们来看看温度监测的结果。

(图)这些示意图显示的是刚才电池侧面的温度。穿刺后出来的第一根针大概是40度。40度，可能是热风，也可能是针本身。看十几秒钟抓拍的连续镜头，环境大概30度。然后开始针刺，第一个峰，第二个峰，第三个峰，直到第六个峰，我们看到温度是动态变化的。瞬时曲线变化后结束，热气消散。让我们锁定这条温度曲线，抓住针露出来的每一个瞬间的结果，看看这个最高温度的变化。第一个40度左右，第二个120度，第三个170度以上，第五个190度左右。刚才的结果是第六个有热失控。这个结果和前面的材料是一样的。120度到200度的范围是热失控阶段，190度是非常高的温度。许多电池在120度左右会热失控。我的结论是，第六节电芯的热失控不是因为自针，一根稻草也不在我身上，而是针加热后积累，最后达到很高的温度。也就是说，针带着前几节电池产生的热量来到这里，最后高温针粘到第六节电池，第六节就失控了。

这个小实验就是一个小插曲，围绕我今天的主题有点偏差。总之围绕柔性电池这个主要话题是时代的机遇，但是还有很多问题没有解决，比如能量和安全的平衡，包括成本。我们做电池的要继续努力。总的来说，现在迎来的是行业的机会，因为现在行业的配套设施从技术到设备都很成熟。当然，可持续发展还是有空间的。工业应用基本稳定增长。以前叫数字，现在叫动力。小权大权都是规模越来越大。目前优质产能还是比较稀缺的，但是作为我们目前的短板，核心材料(铝塑膜)还是希望行业内的同仁们加快国产化。最后是关于安全性能判断的标准，我们认为需要验证和共同思考。

软包电池将是从以前的“迷人”气走向未来的又一种“傲慢”气。

河南科能去年6月5日融资，今年已经投产。现在已经进入第二轮融资，希望得到在座各位的大力支持。谢谢大家。

(注:本文根据现场速记整理，未经主讲人审核。仅供参考。请不要重复……nt它！)

扫描下方二维码，关注“第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF深)”直播专题！1 2021年3月19日，由中国化学与物理动力工业协会动力电池应用分会、电池中国网联合举办的第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF·深圳)在深圳召开。大会期间，河南科能新能源科技有限公司董事长柯克发表了题为《软包动力锂离子电池产业化现状及发展趋势一瞥》的主题报告。

以下为演讲实录:

首先感谢张老师给我这样一个与专家领导交流汇报的机会。在正式汇报之前，我想对个人做一个简单的介绍。我1991年在哈工大开始学电池，到现在研究电池已经30年了。这30年中有10年是在日本，7年是在魏超集团，一个小的权力领袖。去年，在魏超战略的支持下，我开始成立科能新能源，生产软包装动力电池。在这个过程中，我经历了很多种化学电源，包括10年做燃料电池，早年把手电筒用的锌锰电池做成充电电池。我在北大做博士后，第一次跟齐鲁教授研究工业化锂电池。之后在日本待了10年，接触了燃料电池，包括在丰田做了几年氢氧燃料电池。

之所以报道这样的背景，是因为我们在思考，电池的终极解决方案是什么？现在制造的锂电池是什么状态？这和今天的话题有关系。去年锂电池全面爆发。这两天很多专家都在说这个万亿的行业。从去年资本市场对当代Amperex Technology Co .，Limited和比亚迪的反馈来看，似乎已经“实现”了万亿美元的产业，两家合并市值1.4万亿，非常不错。一个话题是这种势头会持续多久？锂电池能用多久？两年前从这个行业走出来的诺奖得主吉野先生说，未来10年锂电池将占主导地位。

在这个过程中，什么技术路线占主导地位？现在众说纷纭。有人说5年后固态电池会普及，有人说10年基本没希望，有人说燃料电池很快会普及。这方面我个人觉得很难判断，但是从上面的数据来看，比如材料体系，形状规格，大的，小的，方的，圆的，软的，硬的，总体来说是此起彼伏，比如圆柱形电池在5-。后来方形电池占了很大比重，但今天我们的专场讲的是软袋，这可能也是一个新的趋势。最有意思的，像磷酸亚铁锂，刚才专家说的材料体系，现在面临一个问题。没有行业内的规模和采购基础，材料拿不到，价格翻了很多。两年前说磷酸亚铁锂已经快被三元打败了，产能过剩，现在一夜之间变得供不应求，所以三十年河东，三十年河西。这是现实的考虑，也是真实的行业情况。最近，刀片电池在业界掀起了一股热潮，引起了极大的关注。

回到今天的话题——柔性电池。早些年，人们对胀气、边缘腐烂、漏液等等感到非常焦虑。目前已经有了很大的改进，特别是经过了12年的市场检验。日产制造的纯电动乘用车leaf于2009年首次工业化生产。前几年看到这款乘用车销量第一。现在不太关注情况了。至少在行业内，从2009年到现在的12年，有持续的、更多的改进。昨天听王福能先生说，欧洲20款中有15款是软袋需求，可见软袋的势头确实得到了业界的认可。除了能量密度，在我们对软包装的期待中，还有安全问题。安全和能量密度可以是……ombined？期望值很高。这两天人们关注现代召回车辆的问题，说明软包能源系统对于做电池的人来说仍然是一个巨大的挑战，仍然很难把握安全和高能量密度之间的平衡，因为这中间有一个核心的成本问题。

做锂电池的人如坐针毡。有什么困难？正是频发的安全事故，可能让很多企业夜不能寐。从统计数据来看，我记得不是很准确。约有一半的事故是处于静态，大部分与电池内短路有关，这是充电过程中锂枝晶的形成。还有制造过程中毛刺和金属粉尘的影响，这些“看不见的”内部短路的潜在危险是最大的诱因。关于这个话题，春节前后，王传福老师提出了“安全检测标准”的问题。针灸是否应该拿出来作为强制检测标准？众所周知，2016年左右曾经是国家标准，后来针灸项目暂停实施，老问题也和行业发展趋势有关。

从软包的角度来看，相比硬壳是有增长的理由的。在安全检查中，模拟内部短路的针刺，特别是在高能量密度系统中，硬壳还是比较扎心的，三元有一个快速放氧的过程。除了针灸，还有滥收费。因为有电池管理系统，所以可以很好的控制，但是小概率事件总是会用到。在这种情况下，铝壳过度充电还是挺吓人的。所以我们行业纠结这个事情，就是软包装在软硬壳上有发展的理由。

科能公司下一步的发展定位是定位于柔性电池。当然，我们不认为按照一条技术路线就能解决所有的应用场景，但我们认为这是量身定制的。根据场景和应用目标，现阶段不追求轻动力汽车场景下的高能系统。所以经过几年的实践，软包纯锰酸锂是主要产品，长寿命的锰酸锂可以做到2500次。锰还是比较难处理，寿命不长，也怕热，所以锂电池“锰难”。但通过近几年的实践，我们开展了大规模制造后的全生命周期检验，并在现有行业中找到了它的应用场景。同时兼顾磷酸亚铁锂和高能量密度体系，但对高能量密度体系持谨慎态度。至于锰酸锂，优势非常明显。就像我们看这个图的红线，电压平台相比三元还是比较高的。这是48伏模块的放电间隔。从充满电到放电，电压衰减很低，但三元从52伏到最后只有42伏，尤其是冬天。我们认为锰酸锂在某些场景下具有独特的优势。尤其是在什么领域？非乘用车，在对体积和重量要求不是那么高的环境下，还是有应用空间的，比如两轮车、三轮车、低速四轮车、专用电动车、区域物流车等。，也就是锂电池的“猛男”。

“两会”上有很多权力交换的提案。这个概念是从我个人角度理解的。从产业角度来说，替代燃油车是必须的，一是能量密度高，二是安全通用的快充。是不是还很难实现，让万能换电产业化计划得以实现？

这里有几个小实验分享给大家。这个实验就是针灸。上面是自然光下针灸的照片，下面是相应场景的红外热成像。针刺短路发热明显，最高可达70-80度，很快就会降低。这是由于工艺的设计和电液、电解材料的实现。说白了就是因为发热导致局部内阻迅速增大，防止直接短路导致能量快速释放。即使针刺后，电芯仍能正常放电，而电子……城市可以在几个小时内被释放而不会燃烧。关于针灸也有一点争议。设计单个电池单元并制作电池系统更安全。这里还有一个争议，就是针灸安全吗？我个人的看法是，针灸不一定绝对安全，但是通过针灸是相对安全的。是不是说单体针刺后做模块和系统就安全了？用针灸也一样合理吗？以前的标准中，有一个模块是针刺的，具体我记不清了，大概是针刺的三分之二的模块，或者多少？如果不燃烧不爆炸，通过检测就是好产品。

下面是一个小实验，供大家参考。七节电池充满电后，我们将它们并联起来。并联就是说它们不是连在一起的，而是排列然后针刺。

(图)现在7节电池，第六节电池被刺。它是红外热成像，监测温度。监控是指针从侧面电池中漏出的地方。环境温度大约是30度。在这样的室温下，你看到的就是图上的黄色区域。针一出来，温度就升高了。刺穿第一个然后第二个。我们来看看这个小视频。

(视频播放)

柯克:当人们看到这个的时候，他们很担心我。可能有些电池状态不好。我们来看看打开实验箱是什么感觉。七棒只刺六棒，第七棒没有刺，只有第六棒有热逸散，其他都没有热逸散，第七棒稍微发黑就能正常放电。这是一个有趣的结果。下面我们来看看温度监测的结果。

(图)这些示意图显示的是刚才电池侧面的温度。穿刺后出来的第一根针大概是40度。40度，可能是热风，也可能是针本身。看十几秒钟抓拍的连续镜头，环境大概30度。然后开始针刺，第一个峰，第二个峰，第三个峰，直到第六个峰，我们看到温度是动态变化的。瞬时曲线变化后结束，热气消散。让我们锁定这条温度曲线，抓住针露出来的每一个瞬间的结果，看看这个最高温度的变化。第一个40度左右，第二个120度，第三个170度以上，第五个190度左右。刚才的结果是第六个有热失控。这个结果和前面的材料是一样的。120度到200度的范围是热失控阶段，190度是非常高的温度。许多电池在120度左右会热失控。我的结论是，第六节电芯的热失控不是因为自针，一根稻草也不在我身上，而是针加热后积累，最后达到很高的温度。也就是说，针带着前几节电池产生的热量来到这里，最后高温针粘到第六节电池，第六节就失控了。

这个小实验就是一个小插曲，围绕我今天的主题有点偏差。总之围绕柔性电池这个主要话题是时代的机遇，但是还有很多问题没有解决，比如能量和安全的平衡，包括成本。我们做电池的要继续努力。总的来说，现在迎来的是行业的机会，因为现在行业的配套设施从技术到设备都很成熟。当然，可持续发展还是有空间的。工业应用基本稳定增长。以前叫数字，现在叫动力。小权大权都是规模越来越大。目前优质产能还是比较稀缺的，但是作为我们目前的短板，核心材料(铝塑膜)还是希望行业内的同仁们加快国产化。最后是关于安全性能判断的标准，我们认为需要验证和共同思考。

软包电池将是从以前的“迷人”气走向未来的又一种“傲慢”气。

河南科能去年6月5日融资，今年已经投产。现在已经进入第二轮融资，希望得到在座各位的大力支持。谢谢大家。

(注:本文根据……编译到现场速记，并没有经过发言人的审核。仅供参考。请勿转载！)

扫描下方二维码，关注“第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF深)”直播专题！

标签：比亚迪丰田发现日产现代

汽车资讯热门资讯