微宏動力宋寒：快充是電動汽車發展方向

2012全球新能源汽車大會將于2013年1月10日至14日在中國海南博鰲舉行。作為本次大會的重要組成部分，動力電池技術國際創新論壇將于1月11日上午舉行。

電池技術未能取得重大突破是新能源汽車發展的最大障礙，也是全球亟待克服的難題。下一代動力電池的研發目標是什么？如何定義技術標準？如何有效調動電池產業鏈各環節的企業和研究力量開展聯合技術研究，確保既定目標的實現？

第一電氣網邀請各界人士共同探討“下一代動力電池在哪里？”期待與更多網友分享我的精彩觀點和共識。

微宏動力在行業中有許多獨特之處，例如專注于“鈦酸鋰”材料的鋰電池，以及其“快速充電”模式。

“我們之所以開發鈦酸鋰電池，是因為它具有快速充電能力。”在接受第一電氣網電話采訪時，衛宏電力營銷部經理宋涵自信地表示，“快速充電將是未來電動汽車的發展方向。”

快速充電正逐漸進入人們的視野。

充電時間長一直是電動汽車發展的一個難題。一般情況下，充電緩慢的純電動公交車充電至少需要4個小時，而許多純電動乘用車充電需要長達8個小時。

“電動汽車的快速充電是未來的趨勢，因為消費者的使用習慣是這樣的，他們不愿意浪費太多時間等待充電。宋漢對快速充電的發展充滿信心：“消費者對快速充電有要求”。

基于這一判斷，宏微動力一直在持續投資動力電池的快速充電。“沃爾沃正在開發快速充電技術，此外，日本的‘CHADEMO’和美國的SAE（汽車工程師學會）也在充電標準中對快速充電提出了要求”，宋漢甚至列舉了幾個例子。

筆者了解到，沃爾沃目前正在研發一款1.5小時即可充滿電的快速充電器，以解決純電動汽車續航里程短、充電時間長的問題。另一方面，日本致力于實現其快速充電標準“CHADEMO”的國際化。

此外，為了與日本競爭，美國和德國聯合推出了“Combo”模式。美德正在推動普通充電和快速充電連接器的集成，從而將車輛的連接接口簡化為集成連接器。

然而，快速充電在中國的發展并非一帆風順，在起步階段就不斷受到質疑。快速充電的發展面臨著電池壽命、安全性和電網續航能力等諸多問題。

陽極和陰極材料的改進、隔膜的開發、電解質的匹配——微宏動力通過對電池的全面改進來提高電池的快速充電能力。在開發快速充電電池的過程中，偉宏動力并沒有以單一材料作為唯一的突破點，而是以整個電池系統的研發為基礎。我們將電池視為一個系統，它需要全面開發才能達到一定的特性。

不僅電池需要改進，充電設備和電網也需要改進。為了應對電網問題，衛宏電力正在開發儲能站系統，該系統可以穩定快速充電對電網的影響，更有效地利用峰谷電力。

鈦酸鋰

盡管偉宏動力致力于整個快速充電系統，但其主要業務仍然是制造電池。磷酸鐵鋰電池和三元材料都有研發和生產經驗。然而，偉宏動力最引以為豪的是其獨特的鈦酸鋰電池。

鈦酸鋰（LTO）不是正極材料，而是傳統負極材料石墨的替代品。鈦酸鋰在電池開發中的應用始于20世紀90年代。與石墨陽極相比，鈦酸鋰具有循環壽命長、安全、充電快等優點。

當電池充電和放電時，有一個鋰離子嵌入和脫嵌的過程……

n負極。當鋰離子嵌入和剝離時，石墨材料的層狀結構通常會產生層間變形，并且隨著嵌入和剝離次數的增加，結構會坍塌。然而，鈦酸鋰是一種零應變材料，鋰離子在嵌入和脫嵌過程中的晶格常數和體積變化都很小，因此具有優異的循環性能。

據介紹，目前微宏動力生產的鈦酸鋰電池充放電循環次數可達2.5萬次，是普通石墨負極電池的十倍以上。

鈦酸鋰在安全性方面也具有石墨無法比擬的優勢。在過充電狀態下，石墨陰極中容易產生鋰枝晶，會刺穿薄膜并引起短路，這是電池安全問題的罪魁禍首之一。鈦酸鋰的電勢比鋰電池高1.5伏，而且不容易析出鋰枝晶，這使得鈦酸鋰電池從根本上比其他具有實用碳陽極材料的鋰離子電池更安全。

對于微宏功率來說，鈦酸鋰穩定的晶體結構所帶來的快速充電特性和較長的使用壽命更為重要。“我們開發鈦酸鋰電池只是為了展示其快速充電能力和長循環壽命。公司在研發方面做了大量工作，尤其是基礎材料的開發。”

偉宏動力擁有一支由60多名工程師和科學家組成的研發團隊。多年來，我們一直專注于鋰離子動力電池核心材料的研發。

“鈦酸鋰不是憑空出現的，而是積累了很長時間的技術。仍然存在一些技術問題，但我們已經很好地解決了這些問題。”這是宋漢用鈦酸鋰脹氣的一個例子。脹氣問題一直阻礙著鈦酸鋰電池的應用，微宏動力通過自主研發解決了這一問題。

對于隔膜和電解質，微觀-宏觀功率也得到了改進和發展。我們自己開發的隔膜孔隙率很高，非常適合快速充電。有些異物不是直接使用的，而是會進行修改，更適合快速充電的要求。"

適用于快速充電、使用壽命長和安全性，這些優勢使宏微動力選擇鈦酸鋰電池作為其戰略方向。

當然，鈦酸鋰電池也并非沒有缺點。例如，鈦酸鋰的電勢相對于鋰電極為1.5伏，并且當使用三元材料作為正極時，電池的電壓平臺為2.3伏，這低于其他類型的鋰離子動力電池，這也是鈦酸鋰電池主要用于對電池能量密度不敏感的電動公交車的原因之一。

為了改善這一點，宏微動力公司正在開發具有更高潛力的陰極材料，以提高鈦酸鋰電池的能量密度。

“鈦酸鋰對市場來說是一個新生事物，很多人并不太理解。事實上，只要規模較小的電池制造商目前都在開發鈦酸鋰。我們解決了鈦酸鋰量產中的一些問題，所以我們抓住了這個機會。”

只需要7-8分鐘

在采訪中，作者經常聽到這樣一句話：“我們不是一家口口相傳的公司，一切都必須用事實來證明。只有實際去做，我們才能知道這是否可行。”

要證明快速充電更好并不容易。充電設施不完善、公交公司缺乏興趣、對技術本身的質疑等問題一直困擾著威宏動力對鈦酸鋰電池的推廣。直到去年4月，威宏動力與重慶恒通客車合作，開始在重慶試運營6輛鈦酸鋰動力電池純電動客車。

如今，這六輛公交車仍在運營，自行車的最大累計里程已超過6萬公里。6萬公里意味著，這輛純電動公交車平均每天充電6次，一年多的時間里已經充電2500多次。

經測試，鈦酸鋰電池組經過2500次充放電后的容量衰減小于1%。“經過2000次循環后，普通磷酸亞鐵鋰單電池的容量下降了20%。然而，經過o……

鈦酸鋰電池分組，2500次循環后衰減僅為1%，這是非常令人信服的數據。”宋漢自豪地對作者說。

在實際操作中，快速充電顯示出足夠的優勢。雖然理論上汽車從空電池充滿電需要10分鐘，但在運行中，電池組通常只需要7-8分鐘就可以充滿電，這大大提高了運營效率，基本上不影響現有的公共交通運營模式。

由于充電效率的提高，快速充電的公交車站的充電器數量遠少于普通車站，但普通車站不存在排隊充電的情況。它不僅減少了現場需求，還降低了運營成本。

良好的經營成果進一步擴大了市場。截至2012年10月，威宏電力已為恒通電動客車提供了350多套鈦酸鋰動力系統，到2012年底，總數將達到500套。并設定了2013年重慶1000套的目標。

從短期來看，宏觀微觀動力的主要發展方向是客車市場。目前，鈦酸鋰電池的能量密度無法滿足乘用車長途行駛里程的需求，但宏微動力一直在努力提高鈦酸鋰電池能量密度。“我們已經設定了自己的目標。開發成功后，下一代鈦酸鋰電池的能量密度將有質的飛躍。”

“我們看好鈦酸鋰的前景，希望業界認可鈦酸鋰動力電池的未來”。

（編輯/王希萌）

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版權聲明：本文版權歸第一電氣網所有，請轉載，但請務必注明出處。2012全球新能源汽車大會將于2013年1月10日至14日在中國海南博鰲舉行。作為本次大會的重要組成部分，動力電池技術國際創新論壇將于1月11日上午舉行。

電池技術未能取得重大突破是新能源汽車發展的最大障礙，也是全球亟待克服的難題。下一代動力電池的研發目標是什么？如何定義技術標準？如何有效調動電池產業鏈各環節的企業和研究力量開展聯合技術研究，確保既定目標的實現？

第一電氣網邀請各界人士共同探討“下一代動力電池在哪里？”期待與更多網友分享我的精彩觀點和共識。

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nd，致力于自己的快速充電標準“CHADEMO”的國際化。

此外，為了與日本競爭，美國和德國聯合推出了“Combo”模式。美德正在推動普通充電和快速充電連接器的集成，從而將車輛的連接接口簡化為集成連接器。

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陽極和陰極材料的改進、隔膜的開發、電解質的匹配——微宏動力通過對電池的全面改進來提高電池的快速充電能力。在開發快速充電電池的過程中，偉宏動力并沒有以單一材料作為唯一的突破點，而是以整個電池系統的研發為基礎。我們將電池視為一個系統，它需要全面開發才能達到一定的特性。

不僅電池需要改進，充電設備和電網也需要改進。為了應對電網問題，衛宏電力正在開發儲能站系統，該系統可以穩定快速充電對電網的影響，更有效地利用峰谷電力。

鈦酸鋰

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當電池充電和放電時，負極中存在鋰離子嵌入和脫嵌的過程。當鋰離子嵌入和剝離時，石墨材料的層狀結構通常會產生層間變形，并且隨著嵌入和剝離次數的增加，結構會坍塌。然而，鈦酸鋰是一種零應變材料，鋰離子在嵌入和脫嵌過程中的晶格常數和體積變化都很小，因此具有優異的循環性能。

據介紹，目前微宏動力生產的鈦酸鋰電池充放電循環次數可達2.5萬次，是普通石墨負極電池的十倍以上。

鈦酸鋰在安全性方面也具有石墨無法比擬的優勢。在過充電狀態下，石墨陰極中容易產生鋰枝晶，會刺穿薄膜并引起短路，這是電池安全問題的罪魁禍首之一。鈦酸鋰的電勢比鋰電池高1.5伏，而且不容易析出鋰枝晶，這使得鈦酸鋰電池從根本上比其他具有實用碳陽極材料的鋰離子電池更安全。

對于微宏功率來說，鈦酸鋰穩定的晶體結構所帶來的快速充電特性和較長的使用壽命更為重要。“我們開發鈦酸鋰電池只是為了展示其快速充電能力和長循環壽命。公司在研發方面做了大量工作，尤其是基礎材料的開發。”

偉宏動力擁有一支由60多名工程師和科學家組成的研發團隊。多年來，我們一直專注于鋰離子動力電池核心材料的研發。

“鈦酸鋰不是憑空出現的，而是積累了很長時間的技術。仍然存在一些技術問題，但我們已經很好地解決了這些問題。”這是宋漢用鈦酸鋰脹氣的一個例子。脹氣問題一直阻礙著鈦酸鋰電池的應用，微宏動力通過自主研發解決了這一問題。

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當然，鈦酸鋰電池也并非沒有缺點。例如，鈦酸鋰的電勢相對于鋰電極為1.5伏，并且當使用三元材料作為正極時，電池的電壓平臺為2.3伏，這低于其他類型的鋰離子動力電池，這也是鈦酸鋰電池主要用于對電池能量密度不敏感的電動公交車的原因之一。

為了改善這一點，宏微動力公司正在開發具有更高潛力的陰極材料，以提高鈦酸鋰電池的能量密度。

“鈦酸鋰對市場來說是一個新生事物，很多人并不太理解。事實上，只要規模較小的電池制造商目前都在開發鈦酸鋰。我們解決了鈦酸鋰量產中的一些問題，所以我們抓住了這個機會。”

只需要7-8分鐘

在采訪中，作者經常聽到這樣一句話：“我們不是一家口口相傳的公司，一切都必須用事實來證明。只有實際去做，我們才能知道這是否可行。”

要證明快速充電更好并不容易。充電設施不完善、公交公司缺乏興趣、對技術本身的質疑等問題一直困擾著威宏動力對鈦酸鋰電池的推廣。直到去年4月，威宏動力與重慶恒通客車合作，開始在重慶試運營6輛鈦酸鋰動力電池純電動客車。

如今，這六輛公交車仍在運營，自行車的最大累計里程已超過6萬公里。6萬公里意味著，這輛純電動公交車平均每天充電6次，一年多的時間里已經充電2500多次。

經測試，鈦酸鋰電池組經過2500次充放電后的容量衰減小于1%。“2000次循環后，普通磷酸亞鐵鋰單體電池的容量下降了20%。然而，我們的鈦酸鋰電池分組后，2500次循環后的衰減僅為1%，這是非常有說服力的數據。”宋漢自豪地對作者說。

在實際操作中，快速充電顯示出足夠的優勢。雖然理論上汽車從空電池充滿電需要10分鐘，但在運行中，電池組通常只需要7-8分鐘就可以充滿電，這大大提高了運營效率，基本上不影響現有的公共交通運營模式。

由于充電效率的提高，快速充電的公交車站的充電器數量遠少于普通車站，但普通車站不存在排隊充電的情況。它不僅減少了現場需求，還降低了運營成本。

良好的經營成果進一步擴大了市場。截至2012年10月，威宏電力已為恒通電動客車提供了350多套鈦酸鋰動力系統，到2012年底，總數將達到500套。并設定了2013年重慶1000套的目標。

從短期來看，宏觀微觀動力的主要發展方向是客車市場。目前，鈦酸鋰電池的能量密度無法滿足乘用車長途行駛里程的需求，但宏微動力一直在努力提高鈦酸鋰電池能量密度。“我們已經設定了自己的目標。開發成功后，下一代鈦酸鋰電池的能量密度將有質的飛躍。”

“我們看好鈦酸鋰的前景，希望業界認可鈦酸鋰動力電池的未來”。

（編輯/王希萌）

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標簽：沃爾沃世紀

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