圖為力神動力電池系統有限公司副總經理張娜發表主題演講

　　為了幫助企業客觀分析2016年動力電池行業運行情況，正確把握行業發展趨勢，加大動力及儲能電池的開發應用，由中國化學與物理電源行業協會和電池中國網聯合主辦，雙登集團股份有限公司、壹能（北京）網絡科技有限公司共同承辦的“2016年第五屆中國電池市場年會暨2016年第一屆動力電池應用國際峰會、2016年第二屆中國電池行業智能制造研討會”于11月14日在北京拉開帷幕。本次年會聚集了來自政府主管部門領導、知名科研機構專家、新能源汽車動力電池產業鏈上中下游的企業家、投資機構代表以及媒體記者等500多人參會。

　　在本次會議上，力神動力電池系統有限公司副總經理張娜做了題為《力神動力電池如何創新發展》的專題報告，以下是根據速記整理的內容，未經本人審核，僅供參考。

　　張娜：謝謝主持人的介紹！首先還是非常感謝主辦方的邀請，能給我們這個平臺來進行交流。我今天所要講的主題是我們力神動力電池是如何創新發展的。分成三個方面來展開這個報告，首先是創新資源投入的情況。因為大家都比較公認的，鋰電行業甚至是鋰離子動力電池行業，是一個具備技術密集型、資金密集型、人才密集型的特點，是比較公認的特點，所以我們來講一下資源投入的情況。力神作為國家目前第一家籌建的國家級的鋰離子動力電池的工程技術研究中心，我們在鋰離子電池方面有著非常廣泛的研究。力神在“十二五”期間承擔新能源汽車創新工程的專項，“十三五”期間也來承擔新能源汽車的試點專項，這個專項支持下我們也有1：3、1：4、1：5的配套比例投入我們的研發和試生產，我們力神公司2012年就成立了技術委員會，匯集了國內鋰電行業有名的院士和一些著名的教授，給我們的發展做指導。

　　這是目前我們研發的組成情況，我們目前主要的技術人員接近1500人，動力電池專職的研發人員，主要基于產品設計，有220多人，我們在動力電池的研發投入上去年達到了1.85億元。這個是我們公司的研發硬件設施的情況，我們具有非常完備的各種型號電池的研發實驗室，包括機極極組的制備和整個電池極組制備過程的設備，這個也是重要的研發硬件的方法，是我們的測試能力，我們的測試主要基于電池和電池系統，包括全方位的電池性能、安全，還有整個系統，包括組件的BMS的測試以及仿真模擬測試，最后是整個系統的安全可靠性測試，這些能力在公司都具備。這些是材料層面的研發實力，目前公司具有動力電池關鍵主材料克級到公斤級的合成能力，我們主要不是制備材料，我們主要是用這些能力來和我們的原材料合作廠商進行更深層次的合作，提出更明確的產品要求。

　　這個是我們的分析設備，也分別涵蓋了關鍵原材料的微觀型號晶體結構分析，主要成份分和雜質分析的設備。另外在電池非常主要的極片等級，也有比如說孔徑分布的設計，在電池的無損檢測、熱分析甚至失溯源分析方面，也有Micro CT等方面，進行深度的分析。

　　這頁展示了我們公司對產品研發的理念，我們分析了五個層次，首先是定義。因為我們要了解市場需要什么，客戶需要什么，而且目前新能源汽車也受到國家戰略規劃和國家政策直接的影響，所以這些都是我們來定義產品的依據。依據我們目前所掌握的方法，包括一些材料和一些測試分析上面去進行創新的設計。另外，探索，使用我們剛才提到的先進的儀器設備，來探索新型反應的機理。第四方面，理解，通過這些分析我們更深理解材料和電池性能之間的關系，來為進一步發展做出指導。最后一個方面，我們要深刻的去研究電池的應用到底有什么具體的需求。這個是五個層次的研發理念。

　　第二方面，講一下我們目前動力電池在創新工作方面的一些進展情況。首先，作為一個產品要有明確的規劃，這個是我們對產品，因為動力電池我們的產品研發范圍對于應用相對來說是比較廣泛的，比如說純電動汽車的電池、插電式混合動力汽車的電池，以及混合動力或者48V的產品，都有明確的開發指標。這也頁給出了我們典型的能量型產品技術規劃的情況，比如我們現在，我們做到的這個產品的能量密度等級是200Wh/kg，我們到2020年也根據國家總體規劃項目的要求，也加入我們對整個產品技術水平的進展情況，我們會開發出來300Wh/kg的產品。

　　這是目前應用比較廣泛的磷酸鐵鋰規劃的情況，我們第一代磷酸鐵鋰電池的能量密度是128Wh/kg，我們今年年底會推出高能量密度的140Wh/kg的產品，來達到整車用戶的需求，我們后續在未來幾年也會在磷酸鐵鋰方面進一步的研究。比如到2019年底，我們會推出160Wh/kg的磷酸鐵鋰電池。這是我們48V的產品，也有明確的規劃，目前開發的產品是10Ah，比我們到2018年會把電池的功率密度進一步提升到5000W/kg。

　　下面是我們技術方面的情況，我們通過什么樣的技術達到我們產品開發的目標。首先，還是提能量密度，因為作為純電動汽車來講，目前急于解決的問題，是在安全的基礎上我們要解決里程焦慮問題，因此我們在高能量密度體系方面還是有比較廣泛的布局和開發。第二方面，快充的技術。第三方面，基于高能量密度電池的安全如何布局和規劃。第四方面，使用壽命的問題，使用壽命也是通過體系和電池的整個制造工藝的研究來解決。最后一方面，是我們電池系統整個生命周期的技術和安全的一個理解表征。

　　這是我們在電池快充技術方面的一些進展，目前我們還是通過主體為石墨材料的負極，主要通過減少材料的粒徑和表面的包覆達到這個性能，目前我們達到6C充電，6C充電10分鐘可以達到80%的容量，我們采用6C充電制度電池的循環壽命可以達到6000次。

　　這個是我們最近新推出來的低溫充電技術，因為以前在開發動力電池的時候我們是不允許低溫充電的，一個是為了解決整體的安全和壽命，但是隨著用戶提出來明確的要求，我們也對低溫進行了突破，目前實際的結果可以達到零下20度2C充電，是偏功率的設計，能量型可以達到0.2C的充電，不影響整體的使用壽命。

　　這個是我們高能量密度電池開發方面的一些思路。首先還是在正極方面，因為采用高鎳的正極，我們有幾個技術修飾應對，在電解液方面，也是通過一些新型的抗氧化添加劑的使用，來提高電池的循環性能，減少高鎳材料在使用過程中的膨脹。

　　另外非常關鍵的就是高鎳和硅材料對電池工藝提出了更高的挑戰，比如我們在新型的黏合劑、梯度化純工藝等方面進行新體系的開發設計，來提高電池的循環壽命，減少它在使用過程中的膨脹。

　　這個是300Wh的電池體系初步的一些研發成果，我們剛才提到的這些包覆技術和電解液技術，對常溫和高溫的循環有相對比較明確的改善。這個是我們所涉及的硅負極，首先左邊所講的是我們對硅這個材料使用過程有獨特的工藝，保證純硅的材料也做過測試，循環400次，膨脹小于12%。對于300體系我們開發的是700毫安時/克的復合硅材料，這個結構是非常獨特的，能夠保證低的膨脹，并達到比較高的首效，目前測試的首效可以達到87%。

　　這個是我們儲能長壽命電池方面開發的規劃。電池主要還是基于材料體系和電池本身的開發設計來達到低成本、長壽命電池的要求。這個是我們在長壽命方面所做的多功能的電解液方面的工作，主要是基于成膜添加劑的要求，我們目前初步測試的結果就是長壽命的電池可以達到9000次的循環壽命。

　　最重要的還是電池的安全技術。這是我們公司提出來的多重的安全防護技術，分別在我們的材料顆粒等級做保護，還有在極片層面做保護，在干體層面也有關鍵的這些原材料的安全測試，在我們的模組層面和整個系統層面都有比較明確的安全保證措施。

　　這個是基于整個電池系統所采用的結構，就是熱點結構一體化的整體安全防護技術，他是多維度的，比如在熱管理方面，我們展開講一下熱管理，通過這個熱失效模型的分析，可以導入我們新型的導入材料，進一步研發電池的液冷技術，如果這個系統出現熱失控的話，我們還有滅火裝置來進行組后一道防線的保護。

　　所有的技術都需要非常有效的工藝來保證，這是我們在裝備方面所做的規劃。目前我們基本上實現了工藝電池的自動化，我們的裝備目標是在2020年設備國產化率要達到80%，使我們的信息化和智能化生產線邁上新的臺階，我們到2025年基本上實現真正意義上的大規模智能制造。這是我們在連續制漿系統方面做的工作，比如目前我們研發的設備它的效率和目前傳統的設備相比可以提高180倍。這個是我們合作開發的電池裝配過程中的設備，比如它的高速疊片可以達到0.3秒/片，整體效率可以提升5倍。這個是自動化系統方面的一些規劃，因為做電池的可能都了解，可以降低成本、降低產品的價值周期。這個是整體的制造智能系統的一個規劃，主要還是基于我們的ERP系統和MES系統，來闡述從產品投料到最終產品出貨全過程的控制和信息的實施共享。

　　最后講一下創新政策和機制環境。我們整體動力電池的創新發展的思路，還是基于客戶的要求，依托我們上下游行業的聯合創新，來打造我們最新的產品平臺。第二方面，講一下我們公司在創新制度方面的一些成績和思路，因為是國企，我們有我們自己的特點，如何在這個充分的市場競爭中來發揮我們的優勢，解決我們的一些弱點，這是我們公司領導一直在引導我們來做的事情。比如說我們在產、學、研協同創新方面，基于我們的優勢，我們和不同的廠家，包括我們的原材料、車廠，甚至一些高校來進行全方位的產品開發的合作，來提高我們的技術水平。這個是在產業鏈整體方面的協同創新機制，我們主要還是基于我們的原材料廠家的技術平臺，還有我們包括正極、負極、電解液和設備廠家，還有我們的客戶平臺，包括一些國內、國外知名的車廠來進行產業鏈的協同創新。

　　第三方面，因為作為央企，目前有個央企電動車聯盟，我們作為電池的組長單位來開展一些工作，使我們這些思路和想法和行業內進一步的溝通和磨合。第四方面，在公司內部也推行了比較有效的管理制度，比如拳頭產品的制度，我們通過拳頭產品設置，來激發研發內部的活力。比如說在2015年，我們對12個拳頭產品進行了獎勵，拳頭產品經理拿到的獎勵達到了接近300萬，今年我們也設置了同樣的拳頭產品，預計整個拳頭產品的銷售額可以達到50億。

　　這個是在公司層面的一些創新來留住人才，比如說深入的推行員工持股的制度，還有在整體商業模式方面也有創新的摸索，比如說通過參股的方式，聯合發展我們電動中巴的租賃業務，還有探索動力電池全生命周期，包括最后整體的使用和回收，有比較明確的規劃。

　　這個是創新協作暢想方面，還是在幾大方面，聯合來承擔國家開發的工程化的任務，使我們先進的技術和成果供應的技術能夠向行業推廣，還是積極的和我們大專院校、研究所進行產、學、研的合作。在人才培養方面，也是基于我們中心的平臺，和央企聯盟這個平臺來構建我們高起點、多層次、廣渠道的人才培養體系。在咨詢服務方面，也有一些實際的舉措，比如說進行開放式的學術報告，來促進整個行業的技術交流，可以為同行的企業和科研院所進行我們比較擅長的比如工藝方面的一些咨詢服務。

　　最后講一下整體我們創新發展的思路。還是基于我們最關鍵的電池原材料，也是微米等級材料尺度的開發，來開發我們0.1米等級的單體電池產品，和1米等級系統的產品，來為我們10米等級的整車服務，從而使我們更大尺度的地球天更藍、水更綠，實現我們公司綠色能源造福人類的夢想。謝謝大家！