清華大學何向明：鋰電5分鐘快充是偽命題

目前，大多數新能源汽車都使用鋰電池，但在實際運營中，由于鋰電池的一致性和安全性，新能源汽車經常起火。圍繞鋰電池相關技術問題，記者采訪了清華大學核研究所鋰離子電池實驗室主任何向明。加強電池技術和制造水平中國能源報：你怎么看待無處不在的電池一致性問題？何向明：手機電池都是單塊使用，但現在無論是大規模儲能還是電動汽車，都需要將許多電池連接在一起。以特斯拉為例，如果數千個18650電池串并聯，會帶來一致性問題，實際分布時電流和電壓會不均勻。這將帶來兩大危險。首先，系統壽命將大大縮短。其次，它會導致電池發熱，這存在安全隱患。中國能源報：如何保證電池的一致性，防止出現問題？何向明：常見的做法是通過容量、電壓等一系列參數對電池進行篩選。然而，目前這些篩選過程很復雜，效果有限，問題很多，其中一些是由測量誤差引起的。目前，設備的測量誤差大多在1%左右。事實上，為了滿足電池一致性的要求，誤差應該小于1%。從制造的角度來看，由于設備精度和測量參數固定，全自動化制造工程減少了人為因素，極大地提高了一致性。我們也在考慮其他方法來解決一致性問題，因此我們提出了使用串聯充電和放電來篩選一致性的想法。具體來說，工廠生產的所有電池的一致性首先經過篩選，然后串聯，然后充電和放電，這樣就可以避免設備錯誤。中國能源報：新能源汽車電池起火事件見諸報端，進一步凸顯了鋰電池的安全問題。如何確保電池安全？何向明：電池安全事故是概率事件。目前的測試標準并不能完全消除電池的安全問題。鋰電池是易燃的，具有高能量密度、正極和負極。使用過程中產生的熱量會導致熱失控的問題。目前，通過加強對電池本體技術的技術研究，可以在5-10年左右的時間內確保電池安全。電池的安全性與制造水平密切相關。例如，如果空氣中的灰塵落在隔膜上，肉眼是看不見的，但它對電池的性能有很大影響。電池的安全與電池工廠的管理水平和制造水平密切相關。要提高電池的安全性和可靠性，就必須逐步從各個方面進行改進，并貫穿于生產管理的各個方面。10-15分鐘的快速充電更為現實。中國能源報：日本和韓國在鋰電池技術方面領先于中國。得益于新能源汽車在中國的爆發，中國在鋰電池方面也在迎頭趕上，差距正在逐漸縮小。何向明：在鋰電池領域，美國的創新能力排名第一；在質量方面，日本是第一；在制造業層面，韓國是第一。但中國綜合能力最強，在鋰電池的綜合競爭力和性價比方面處于領先地位。因此，中國、日本、韓國和美國是鋰電池行業不可或缺的國家。中國能源報：關于電動汽車快速充電技術的報道很多。快速充電5分鐘可行嗎？何向明：鋰電池快速充電是有希望的，但像網上炒作的那樣，5分鐘就能充滿電是一個偽命題。我們認為10-15分鐘是一個現實的目標。例如，一輛汽車是50千瓦時，充電1小時需要50千瓦；

500千瓦充電樁和500千瓦充電堆需要6分鐘才能充滿電。如果電壓為220伏，則電流將超過2000安培。這是不可能的，也不會在社區中使用，這涉及到社區基礎設施的容量擴展。此外，快速充電對電池的生命和安全有很大的隱患。在快速充電方面，我們也在做一些技術儲備，并自主研發了一種負極材料，可以大大縮短充電時間，目前仍處于實驗室階段。中國能源報：國家計劃到2020年，單體電池的能量密度將達到300千瓦時/公斤。據了解，當代安培科技股份有限公司、天津力神、國軒高新企業的研發團隊已基本實現300千瓦時/公斤動力電池的研發。300 WHr的目標似乎不再是一個挑戰。何向明：300 WHr的目標在技術上不是問題，但作為一種大規模應用產品，電池最終用于新能源汽車。我們不僅要考慮充放電容量，還要考慮安全性和可靠性。它需要在實踐中不斷驗證，在可靠性方面必須絕對通過測試。國家出臺了新能源汽車補貼標準，設定了補貼門檻，并規定以電池的能量密度為導向，用意良好。然而，它也有一些副作用。首先，它推高了電池的制造成本，導致企業成本上升。另一方面，企業需要大負荷結轉才能滿足技術指標的要求。相比較而言，國外在滿足一定能量密度的前提下，更注重電池的可靠性和安全性。中國能源報：我們看到許多新技術不斷涌現。一些專家認為，鋰電池的能量密度正在接近上限。你對此怎么看？何向明：鋰電池技術是由材料決定的，是由材料不斷演變而來的電化學。鋰電池的進步不是一蹴而就的，也不是像蝸牛一樣爬行的過程。如今，人們常說許多新技術以這樣或那樣的方式取得了進步，但技術進步需要很長時間才能取得突破。任何行業的發展都是一個穩步發展的過程，實驗室的突破往往需要很長時間才能轉化為真正的生產力。此外，任何電池技術都有天花板，技術好壞，市場是最考驗用戶選擇和投資趨勢的。目前，大多數新能源汽車都是由鋰電池提供動力的。目前，大多數新能源汽車都使用鋰電池，但在實際運營中，由于鋰電池的一致性和安全性，新能源汽車經常起火。圍繞鋰電池相關技術問題，記者采訪了清華大學核研究所鋰離子電池實驗室主任何向明。加強電池技術和制造水平中國能源報：你怎么看待無處不在的電池一致性問題？何向明：手機電池都是單塊使用，但現在無論是大規模儲能還是電動汽車，都需要將許多電池連接在一起。以特斯拉為例，如果數千個18650電池串并聯，會帶來一致性問題，實際分布時電流和電壓會不均勻。這將帶來兩大危險。首先，系統壽命將大大縮短。其次，它會導致電池發熱，這存在安全隱患。中國能源報：如何保證電池的一致性，防止出現問題？何向明：常見的做法是通過容量、電壓等一系列參數對電池進行篩選。然而，目前這些篩選過程很復雜，效果有限，問題很多，其中一些是由測量誤差引起的。目前，設備的測量誤差大多在1%左右。事實上，為了滿足電池一致性的要求，誤差應該小于1%。從制造的角度來看，由于設備精度和測量參數固定，全自動化制造工程減少了人為因素，極大地提高了一致性。我們也在考慮其他方法來解決一致性問題，所以我們提出了使用串聯chargin的想法……

以及放電至屏幕一致性。具體來說，工廠生產的所有電池的一致性首先經過篩選，然后串聯，然后充電和放電，這樣就可以避免設備錯誤。中國能源報：新能源汽車電池起火事件見諸報端，進一步凸顯了鋰電池的安全問題。如何確保電池安全？何向明：電池安全事故是概率事件。目前的測試標準并不能完全消除電池的安全問題。鋰電池是易燃的，具有高能量密度、正極和負極。使用過程中產生的熱量會導致熱失控的問題。目前，通過加強對電池本體技術的技術研究，可以在5-10年左右的時間內確保電池安全。電池的安全性與制造水平密切相關。例如，如果空氣中的灰塵落在隔膜上，肉眼是看不見的，但它對電池的性能有很大影響。電池的安全與電池工廠的管理水平和制造水平密切相關。要提高電池的安全性和可靠性，就必須逐步從各個方面進行改進，并貫穿于生產管理的各個方面。10-15分鐘的快速充電更為現實。中國能源報：日本和韓國在鋰電池技術方面領先于中國。得益于新能源汽車在中國的爆發，中國在鋰電池方面也在迎頭趕上，差距正在逐漸縮小。何向明：在鋰電池領域，美國的創新能力排名第一；在質量方面，日本是第一；在制造業層面，韓國是第一。但中國綜合能力最強，在鋰電池的綜合競爭力和性價比方面處于領先地位。因此，中國、日本、韓國和美國是鋰電池行業不可或缺的國家。中國能源報：關于電動汽車快速充電技術的報道很多。快速充電5分鐘可行嗎？何向明：鋰電池快速充電是有希望的，但像網上炒作的那樣，5分鐘就能充滿電是一個偽命題。我們認為10-15分鐘是一個現實的目標。例如，一輛汽車是50千瓦時，充電1小時需要50千瓦；

500千瓦充電樁和500千瓦充電堆需要6分鐘才能充滿電。如果電壓為220伏，則電流將超過2000安培。這是不可能的，也不會在社區中使用，這涉及到社區基礎設施的容量擴展。此外，快速充電對電池的生命和安全有很大的隱患。在快速充電方面，我們也在做一些技術儲備，并自主研發了一種負極材料，可以大大縮短充電時間，目前仍處于實驗室階段。中國能源報：國家計劃到2020年，單體電池的能量密度將達到300千瓦時/公斤。據了解，當代安培科技股份有限公司、天津力神、國軒高新企業的研發團隊已基本實現300千瓦時/公斤動力電池的研發。300 WHr的目標似乎不再是一個挑戰。何向明：300 WHr的目標在技術上不是問題，但作為一種大規模應用產品，電池最終用于新能源汽車。我們不僅要考慮充放電容量，還要考慮安全性和可靠性。它需要在實踐中不斷驗證，在可靠性方面必須絕對通過測試。國家出臺了新能源汽車補貼標準，設定了補貼門檻，并規定以電池的能量密度為導向，用意良好。然而，它也有一些副作用。首先，它推高了電池的制造成本，導致企業成本上升。另一方面，企業需要大負荷結轉才能滿足技術指標的要求。相比較而言，國外在滿足一定能量密度的前提下，更注重電池的可靠性和安全性。中國能源報：我們看到許多新技術不斷涌現。一些專家認為，鋰電池的能量密度正在接近上限。你對此怎么看？何向明：鋰電池技術是由材料決定的，是由材料不斷演變而來的電化學。鋰電池的進步不是一蹴而就的，也不是像蝸牛一樣爬行的過程。如今，人們常說許多新技術以這樣或那樣的方式取得了進步，但技術進步需要很長時間才能取得突破。任何行業的發展都是一個穩步發展的過程，實驗室的突破往往需要很長時間才能轉化為真正的生產力。此外，任何電池技術都有天花板，技術好壞，市場是最考驗用戶選擇和投資趨勢的。目前，大多數新能源汽車都是由鋰電池提供動力的。

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