撰文/N.E.S 姚思宇
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不燃燒電池電解液、隔膜是關(guān)鍵
撰文/N.E.S 姚思宇
還在糾結(jié)正極材料選用磷酸鐵鋰還是三元材料會更安全?還在研究如何配比才能延長電池壽命?如果有一種電池產(chǎn)品可以突破材料的限制實(shí)現(xiàn)長壽命和高安全系數(shù),它會成為未來的主流嗎?
3月19日晚,在北京水立方,蟄伏8年的微宏帶來了“不燃燒電池技術(shù)”。其首席執(zhí)行官吳揚(yáng)表示,公司在2008年開始聚焦電動汽車動力系統(tǒng)研發(fā)時就確立了“10分鐘快充”、“長壽命”及“不燃燒”三要素。此前,“10分鐘快充”和“長壽命”已經(jīng)在全球6個國家、100多個城市有了超過10000余臺(套)的應(yīng)用。而今天發(fā)布會的現(xiàn)場,“不燃燒電池技術(shù)”通過研發(fā)人員的講解以及試驗(yàn)實(shí)況連線得以驗(yàn)證。
“鋰電池是自帶火柴的油箱?!边@是吳揚(yáng)及其研發(fā)團(tuán)隊(duì)給鋰電池的定位,“電解液=油箱,而內(nèi)短路=火柴。”想要降低電池燃燒的可能性,就要最大程度地減少內(nèi)短路的發(fā)生以及研發(fā)不燃燒的電解液。
對于電池來說,內(nèi)短路是很難避免的問題,因?yàn)榧幢阍谏a(chǎn)工藝上已經(jīng)盡善盡美,但依然會因制造設(shè)備和檢測設(shè)備的限制,而無法做到100%合格,這其中包括通過正負(fù)極材料和電解液在轉(zhuǎn)移、混制過程中無法避免地帶入的金屬微粒,以及在切割極片時極片上產(chǎn)生的金屬打卷。微宏研發(fā)副總裁劉文娟博士指出,以上這些是電池內(nèi)短路的隱患之一。此外,隔膜上的微孔洞會導(dǎo)致正負(fù)極的微接觸,也會引起內(nèi)短路的發(fā)生。
由此看來,想要電池不燃燒,首先是保證電解液不燃燒;其次是隔膜的耐高溫,要實(shí)現(xiàn)在電池分解之前,隔膜始終把電池的正負(fù)極隔開。據(jù)微宏首席技術(shù)官李翔介紹,電池隔膜除了材料的回溫性要求以外,從成膜來講,首先要有良好的浸潤性,即電解液能很快滲透到隔膜里;其次整體通透性要好,電池工作的過程中離子可以暢通地在正負(fù)極之間來回遷移;第三,隔膜要有良好的化學(xué)穩(wěn)定性;最后,隔膜還要有良好的熱穩(wěn)定性,在電池工作過程中即便升溫電池隔膜也必須保持穩(wěn)定,不能有嚴(yán)重的收縮。
經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),微宏最終選擇了“凱夫拉”作為制膜的基本材料,解決了樹脂的溶解、孔隙率、成膜和特別合成,并實(shí)現(xiàn)了在整個制膜過程中產(chǎn)生的廢液回用以及部分廢液的資源化利用。
完成了電池本身的安全系數(shù)提升后,為了進(jìn)一步提升安全性能,微宏的研發(fā)團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一套被動防御系統(tǒng),在主動防御時效或由于外部短路失效的情況下,最大程度地降低電池燃燒的可能性。
據(jù)微宏研發(fā)副總裁仝志明博士介紹說,這套智能熱控流體被動防御技術(shù)就是把整個電池系統(tǒng)浸沒到液體里,以阻隔電池與空氣的接觸,由此在電池失控局部溫度升高導(dǎo)致電池破裂并釋放出可燃?xì)怏w時,無法與空氣接觸,便不會起火,即便氣體膨脹冒出液面,其溫度也已不足燃點(diǎn)。
“研發(fā)過程中要不斷地抓住成本?!奔夹g(shù)發(fā)布會上,吳揚(yáng)在分享其成功經(jīng)驗(yàn)時說,“要告訴研發(fā)人員,研發(fā)的不是產(chǎn)品,而是商品,商品是要賺錢的,而產(chǎn)品是可以不計(jì)成本的?!?/p>
吳揚(yáng)從28歲開始做第一個科技公司,至今已成功投資過6家涉獵不同產(chǎn)業(yè)的科技公司?!拔沂巧倘耍沂且再嶅X為目的的?!泵鎸γ襟w的采訪,吳揚(yáng)毫不避諱地說,“的確,微宏電池的售價會比其他產(chǎn)品價格高一些,但總體算下來,是用低價買到用三四年性能就衰減一半甚至更多的電池然后再更換一批劃算,還是用稍微高一點(diǎn)的價格買到與整車幾乎同壽命甚至長于整車壽命的電池更劃算呢?”
面對市場前景如何的問題,吳揚(yáng)并沒有直接回答,而是舉了一個在英國銷售的例子,倫敦簽了一千輛車的訂單之后,又追加了訂單。相當(dāng)于用錢來投票了。
我國的電動汽車產(chǎn)業(yè)還年輕,無法承受燃燒事故的打擊,在成長的關(guān)鍵階段,需要一款安全系數(shù)更高的電池提振市場甚至行業(yè)的信心,微宏動力的不燃燒電池或?qū)⒊蔀檫@匹黑馬,提升我國電池產(chǎn)業(yè)的整體水平,加速電池技術(shù)研發(fā)水平的提高。