“CIBF丨河南克能柯克：软包动力锂离子电池产业化现状及快速发展趋势之一瞥”

2021年3月19日，由中国化学与物理电源领域协会动力电池应用分会联合电池新闻网联合举办的第二届新能源汽车及动力电池( cibf深圳)国际交流会在深圳隆重召开。 大会期间，河南克能新能源科技有限企业董事长柯克以《软包装动力锂离子电池产业化现状及快速发展趋势一瞥》为主题发表了主题报告。

以下是演讲的实录:

首先，我要感谢协会的张总给了各位专家和导师交流和报告的机会。 正式报告之前，我先给个人做个简单的介绍。 我从1991年开始在哈佛大学学电池到现在已经30年了。 这30年中有10年在日本，7年在小动力领军超威集团，去年在超威战术的支持下创业创立克能新能源，制造软包动力电池。 在这个过程中，经历了很多化学电源，制造了10年的燃料电池。 年轻的时候把手电筒用的锌锰电池做成可以充电的电池。 在北大做博士后，和齐鲁教授学习了第一次产业化的锂电。 之后，在日本呆了10年，接触了燃料电池，其中几年在丰田制造氢氧燃料电池。

之所以报告这样的背景，是因为我们在考虑。 电池的终极方案是什么？ 现在生产的锂电池是什么状态？ 这和今天的话题有关。 锂电池到去年为止全面爆炸，这两天很多专家说这是征兆的产业。 从资本市场去年对宁德时代和比亚迪的反馈来看，万亿产业似乎已经“实现”。 两家公司加起来的市值为1.4万亿，势头良好。 一个话题是，这个势头持续了多久？ 锂能持续多久？ 这个话题是两年前从产业界出来的诺贝尔获奖者吉野先生说的，今后10年内将由锂主导。

在这个过程中，什么样的技术路线是主导？ 现在众说纷纭。 有人说固体电池五年内普及，也有人说十年内几乎没有希望。 有人说燃料电池很快就会普及。 在这方面我个人觉得不太好评价，从以上数据来看，比如材料体系、外形规格、大、小、方、圆、软、硬，总的来说就差不多这些了。 比如圆柱电池5之后，方形电池占了很大的比例，但是今天我们的专场是讲软包，可能是新的趋势。 最有意思的是，就像刚才各位专家谈到的材料体系磷酸铁锂一样，现在就面临问题，没有规模，在领域没有采购基础的情况下，材料就拿不到了，价格上涨了很多。 前两年磷酸铁锂已经快要输给三元了，产能过剩，现在一夜供不应求，三十年河东三十年河西了。 这是现实的想法，是实际产业的情况。 最近的刀片式电池在领域掀起了热潮，备受关注。

回到今天的话题吧--软包电池。 年轻时，大家感到非常不安的是胀气、腐烂边缘、漏液等问题，现在有了很大的改善。 特别是经过市场12年左右的检测，早在2009年就开始了日产纯电动轿车叶片的产业化。 几年前在普及方面看到了这辆轿车销量第一，但现在的情况并不怎么受关注。 至少在产业方面，从2009年到现在，12、3年多来持续改善的昨天，美孚能源王听到了欧洲20个车型中15个是软包的指控，证明软包的走势真的得到了领域的认同。 我们期待的除了能量密度之外，还有安全问题。 安全和能量密度可以一体化吗？ 期望很高。 这两天大家关注现代召回车辆的问题，证明软包的能源体系对制造电池的人来说还是一个很大的挑战，因为安全和高能量密度之间的天平平衡把握还是比较困难的，中间有核心的价格问题。

对制作锂的人来说就像坐在针箩里一样，很难知道在哪里。 由于经常遇到的安全事故，很多公司有可能晚上睡不着觉。 从统计数据来看，我记得不准确，但大部分事故是静置状态，其中很多与电池内短路有关，这是在充电中形成了锂枝晶。 在制造过程中也有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。 这个话题，春节前后王传福提出了“安检标准问题”，是否应该把针刺作为强制性检查标准，大家都知道，年前后曾是国家标准，有针刺项目后，暂缓执行，旧是重要的问题也与领域的快速发展趋势有一定的相关性。

从软包的角度来说，这和硬壳相比，有成长的理由。 安全检查时，从模拟内部短路的针刺来看，特别是在高能密度系统中，硬壳还很扎心，三元有迅速释放氧气的过程。 除了针刺以外还有过充电，因为有电池管理系统，可以管理它，但是总是概率很低，在这种情况下看着铝盒过充电很可怕。 所以，我们领域在这个事件中烦恼的是硬壳和软壳。 软包有迅速发展的理由。

能源企业下一个快速发展的定位是我们自己制造软包电池。 当然，我认为不可能用一条技术路线处理所有的应用场景。 个人认为还是要根据需求定制，根据场景和应用目标。 因此，在现阶段的轻型动力车辆场景中，没有追求高能量的体系。 因此，经过几年的实践，软包纯锰酸锂是主要推荐产品，长寿命锰酸锂可达2500次。 锰还是不容易做。 因为寿命不长，也不耐热，所以锂电是“锰难”的。 但我们通过这几年的实践，规模化制造后，进行了全生命周期检测，在现有产业中找到了其应用的场景。 另外，虽然同时兼顾了磷酸铁锂和高能量密度系统，但是对高能量密度系统采取了慎重的态度。 作为锰酸锂，其特征非常明显，从这张图的红线可以看到，与三元相比，电压平台还很高。 这是48伏模块的放电区间，从充满电到放电结束，电压衰减很低，但三元从52伏到截止只有42伏。 特别是冬季电压差较大，锰酸锂被认为在一定的场景下有独特的特征。 特别是什么行业？ 除轿车外，在对体积和重量要求不高的环境中，目前的两轮车、三轮车、低速四轮车、特殊电动车、区域物流车等，还是有其应用的空之间，是锂离子“猛男”。

“两会”对电力交换的建议非常多，这个概念我从我个人的立场理解。 做产业的立场是代替燃油车，一个是高能量密度，一个是安全性和普及性的快速充电，还不容易实现，所以普及性的换电产业化计划不是要实现吗？

以下是几个小实验。 这个实验针扎着。 上面是扎了针的自然光下的照片，下面是对应场景的红外线热成像。 针刺发热明显，最高可达70-80度，很快下降。 这通过工艺的设计、电液、电解材料的实现，简言之，就是热使局部内阻迅速增加，防止直接短路导致能量的快速释放。 针刺后的电池也可以正常放电，但是几个小时左右就会放电，不会燃烧。 针刺方面也有小争论，但是做单体电池的设计，做电池系统会变得安全。 在这里，也有可以针刺是否安全的争论。 我个人的见解是，可以扎针不一定绝对安全，但是可以扎针相对安全。 刺穿单体的针后，是否意味着如果做成模块和系统一定是安全的？ 另外，同样用针扎，模块是否合理。 按照以前的标准，我扎过模块的针，但是不记得详细情况了。 大致上是针扎进模块的三分之二，多少钱，不燃烧就不会爆炸，通过测试是个好产品。

这里有一个小实验作为参考。 我们把7个电池充满电后再并联。 所谓并列，就是不连接地排列，扎针。

(照片)现在是7节电池，刺入第6节，用红外线热成像系统监视温度。 监测的是指针从侧面的电池泄漏，环境温度大致在30度左右。 在这样的室温下，可以看到照片发黄的区域。 扎完后，针出来的瞬间，温度上升。 扎第一个刺第二个。 请看这个小视频。

(视频播放)

柯克:大家看到这里的时候，都很担心我。 可能有几个小区不舒服。 打开实验箱看看会怎么样。 第七根只刺了六根。 第七根没有刺。 只有第六次有热失控。 其他都没有热失控。 第7瓶即使稍微熏黑也可以正常放电。 这是兴趣的结果。 让我们再来看看下一次温度监测的结果。

(图片)这些图像来自于刚才单元侧面位置的温度。 最初扎后出来的针是40度左右，40度有可能有热气，但也有可能是针本身。 请看十几秒钟内拍摄的连续拍摄。 环境是30度左右。 然后开始扎针。 我们发现，直到第一个峰、第二个峰、第三个峰、第六个峰，温度动态都发生了变化。 瞬间曲线变化结束后结束，热气散了。 锁定该温度曲线，抓住针每次露出的瞬间的结果，看看这个最高温度的变化。 第一个是40度左右，第二个扎进去露出来的是120度，第三个比170度大，第五个是190度左右。 结果，第六个发生了热失控。 这个结果和以前制作材料的热失控一样，在120度到200度的范围内是热失控的阶段，190度是高温，很多电池在120度左右发生热失控。 我之所以把这总结为第六根电池的热失控，不是因为自己扎了针，而是因为压死了自己的稻草不是自己，而是针热了之后累积起来，最终达到了高温。 也就是说针尖沾上了前面几个单元产生的热量，最后高温的针扎进第六个单元，第六个单元热失控。

这个小实验是个小插曲，围绕我今天的主题，有点偏离。 总之，围绕软包电池的主要话题，现在是时代的机遇，但是很多问题没有得到处理。 例如，还包括能源和安全的平衡问题、价格问题。 我们制造电池的人应该还是要继续努力。 总而言之，现在迎来领域机遇是因为产业组合现在从工艺到设备都趋于成熟。 当然，这也有可持续快速发展的空之间。 产业应用基本上也在稳步增长，其扩展的理由和业界以前称为数字，但现在被称为力量，小力量、大力量和规模都在增长。 虽然目前高质量的生产能力还相对不足，但是作为我们现在的短板，核心材料(铝膜)希望领域的同事加速国产化。 最后关于安全性能评价的标准问题，我认为有必要大家进行验证，共同考虑。

软包电池从以前的“撒娇”气体，到未来是另一种“傲慢”气体。

河南省克能于去年6月5日获得融资，今年已经开始生产，目前正在进行第二次融资，希望得到在座各位的大力支持。 谢谢你。

(注:这篇文章是根据现场速记整理的，未经演讲嘉宾审查，请勿作为参考资料转载！ ）

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