比亞迪未來(lái)在動(dòng)力電池方面的研究與思考
比亞迪的新能源汽車(chē)從客車(chē)到純電動(dòng)車(chē)、到混合動(dòng)力車(chē)一直在做，目前應用到的系統是磷酸鐵鋰體系，明年將會(huì )在一些PHEV，如秦、唐、元這些車(chē)型上使用三元電池，2018年將在一部分純電動(dòng)汽車(chē)上使用三元電池?？蛙?chē)方面，使用磷酸鐵鋰電池。
在技術(shù)路線(xiàn)上，三元電池方面希望在2018年做到500瓦時(shí)/升，重量能量密度大概達到240瓦時(shí)/公斤。磷酸鐵鋰方面希望做到150—160瓦時(shí)/公斤，到2020年希望達到600瓦時(shí)/升，大概是300瓦時(shí)/公斤這樣的水平。
為了達到這個(gè)目標，在材料方面，我們選用的正極材料是高鎳三元材料。高鎳體系首先要解決的是安全問(wèn)題?？刂茻崾Э厥俏覀儸F在主要做的工作。負極材料上我們在做硅負極，主要有兩個(gè)路線(xiàn)：一個(gè)是氧化亞硅，一個(gè)是納米硅。用這個(gè)材料需要解決兩個(gè)前提，即首次效率、循環(huán)壽命。
從目前的研究結果看，氧化亞硅應該比較好解決。用硅材料體系和石墨這個(gè)體系相差比較遠，對于電池設計體系也要發(fā)生變化，在導電劑、連接劑、制備工藝、電解液體系等方面可能都要做大的調整，目前我們做了一些工作，基本上做到500的循環(huán)大概90的水平，我們還在繼續實(shí)驗，進(jìn)一步提高性能。
在隔膜質(zhì)方面，很多安全隔膜質(zhì)是至關(guān)重要的，目前常規的是PP、PE這種涂氧化鋁的材料，現在日本已經(jīng)有人開(kāi)始在用包括纖維的材料。
電解液方面，目前體系逐漸采用一些高電壓電解液或者高純度電解液，來(lái)提高耐高壓性能。固體電解液方面，我個(gè)人覺(jué)得短期內實(shí)現固態(tài)電解質(zhì)難度比較大。
在單體電池方面，現在國家在主導電池尺寸的標準，我們現在也在往這方面靠。比亞迪生產(chǎn)自動(dòng)化很高，基本上一個(gè)型號一條線(xiàn)，如果批量生產(chǎn)，同時(shí)要做好幾條線(xiàn)，尺寸一旦變更的話(huà)，整個(gè)工藝從頭到尾都要改變。
現在我們基本上只有4個(gè)型號在做：大巴E6、E5是一個(gè)型號，秦EV一個(gè)型號，秦唐一個(gè)型號，單獨給騰勢開(kāi)發(fā)了一個(gè)型號。后續騰勢這個(gè)型號可能跟E5、E6取代掉，所以在整個(gè)電池尺寸標準化方面，我們做了一些整合，比亞迪的電池尺寸往歐洲的尺寸靠，PHEV跟EV的尺寸基本是往這個(gè)方向來(lái)走。
單體方面，電池的能量密度、安全、壽命、成本是應該從設計端考慮的方向，我們接觸很多供應商材料很好，或者材料很不錯，實(shí)際上成本下不來(lái)，做到電池里頭整個(gè)車(chē)子，做電池成本比車(chē)還高，我覺(jué)得是沒(méi)法接受的，所以我們考慮到整個(gè)能量密度提升，同時(shí)帶來(lái)安全、成本的一些方面考慮。
在模組方面，我們把大巴車(chē)上的電池模組結構都進(jìn)行了標準化操作，可以拼裝式結構，要多大就可以多大。因為比亞迪的車(chē)很多，車(chē)的型號也很多，所以我們盡量實(shí)行標準化操作，盡量把差異化縮小，盡量做到每臺車(chē)想用什么樣的模組，就有直接模組供以選擇。
模組標準化的好處在于，后期電池的維護、返修等等成本會(huì )很低，而且可以替代。在進(jìn)行電池回收的時(shí)候，對電池的梯次利用也是有好處的。電池單體是通過(guò)激光焊接的，一旦拆了不能保證電池的連接，而模組則可以給儲能電站去用，不用做太大變更。
在系統層面，我們也做了不少工作，一是熱管理，比亞迪的車(chē)不止在中國銷(xiāo)售，在全球都在賣(mài)，經(jīng)常遇到的問(wèn)題在于，有的地區如北歐、新加坡、印度等地，冷熱交替很大，要保證電池整個(gè)壽命周期能滿(mǎn)足質(zhì)保要求，就需要電池本身能量密度高、安全性能好、壽命周期要長(cháng)。
目前要完全做到這三點(diǎn)是比較難的，所以需要把熱管理這塊做起來(lái)。熱管理需要跟整車(chē)策略和控制策略結合起來(lái)。需要通過(guò)去控制好電池?，F在比亞迪有很多車(chē)在運行，很多時(shí)候電池出現問(wèn)題了，反過(guò)去推70%是在BMS上出現問(wèn)題了，沒(méi)控制好給他設置的界限，導致他本身有問(wèn)題，導致電池發(fā)生失效。所以我們覺(jué)得BMS的標準還需要做一些調整。
還有一個(gè)是設備層面的因素。比亞迪基本上都是自動(dòng)化的設備，這些關(guān)鍵的設備現在基本上都是進(jìn)口的，我們希望國內相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈也能夠做一些支持或者提升。
在回收利用方面，比亞迪從2012年開(kāi)始陸續投放車(chē)輛，到現在已經(jīng)有4年多了，電池的回收利用問(wèn)題會(huì )慢慢呈現出來(lái)。我個(gè)人覺(jué)得，回收利用最大的問(wèn)題是在電池判定標準上。電池的價(jià)值判定需要有一個(gè)標準和客觀(guān)中立的第三方來(lái)判定。
車(chē)廠(chǎng)來(lái)判定價(jià)值，肯定希望賣(mài)的越貴越好，儲能電站或者其他的回收企業(yè)來(lái)判定，肯定希望賣(mài)的越便宜越好，因此判定的標準需要各方都覺(jué)得有一定利潤可賺，才能有效推動(dòng)這個(gè)事情。相關(guān)部門(mén)可以把電池回收利用的標準制定下來(lái)，如可以做儲能電站應用的標準、給移動(dòng)基站、通訊基站應用的標準、報廢標準等，為電池的回收利用提供指導方向。
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