陶亮：下一代動(dòng)力電池的挑戰(zhàn)與機(jī)遇
5月22日，CIBF2018 第十三屆中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)展覽會(huì)在深圳會(huì)展中心開幕。德國(guó)BMW資深電池專家陶亮在技術(shù)交流會(huì)上發(fā)表主題演講。以下是演講正文：
今天我的分享會(huì)分三部分：1、電動(dòng)汽車的電氣化歷程。2、寶馬的研發(fā)能力。3、小結(jié)。
電氣化的市場(chǎng)都是由于二氧化碳排放的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還有當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)，我們看到全球化的標(biāo)準(zhǔn)或者挑戰(zhàn)，我們有這種基礎(chǔ)設(shè)施方面的要求，我們對(duì)于電網(wǎng)要求很高。對(duì)于寶馬而言，首先要為集團(tuán)帶來利益。二是要符合用戶的需求，期望快樂的駕車。這是我們的目標(biāo)，對(duì)于寶馬的電氣化發(fā)展主要有三層面：1、2013年，我們發(fā)布了I3、I8，能夠去啟動(dòng)電動(dòng)汽車，能夠在電動(dòng)化方面進(jìn)行努力。到2020年是第二階段，我們要把這個(gè)技術(shù)變成主要產(chǎn)品的一部分，屏幕上會(huì)有很多不同的模型、車型，同時(shí)也要把車型進(jìn)行升級(jí)，迷你系列也會(huì)有相關(guān)的電動(dòng)選擇。現(xiàn)在有累計(jì)20萬臺(tái)的寶馬電動(dòng)車，下一階段是2025年，是15%-25%的車需要去成為電動(dòng)化的。哪方面的電動(dòng)車的比例還沒有確定好。
寶馬2013年的時(shí)候?qū)τ陔妱?dòng)化引入全新的平臺(tái)，這個(gè)策略是到2021年，我們會(huì)有針對(duì)所有的總成設(shè)計(jì)一個(gè)平臺(tái)，由過去的內(nèi)燃機(jī)、混動(dòng)和純電動(dòng)的汽車，我們都要用同樣的平臺(tái)。另外一個(gè)是比較技術(shù)的層次，如果我們看主要的性能，對(duì)于車而言，需要有電池方面的要求，還要看車的成本，它的服務(wù)成本、材料成本等等。寶馬一直在進(jìn)行投入，現(xiàn)在要投入20億歐元進(jìn)行更多對(duì)電池方面的了解，這是從科研到分析到測(cè)試到最后的供應(yīng)鏈。最后全球范圍內(nèi)的合作伙伴就會(huì)構(gòu)建一個(gè)核心的競(jìng)爭(zhēng)力，這樣在未來的電動(dòng)汽車流行的時(shí)代構(gòu)建屬于寶馬的競(jìng)爭(zhēng)力。
對(duì)于電池主要的挑戰(zhàn)是兩方面，第一個(gè)，提高能量密度，對(duì)于主機(jī)廠是非常重要的層面。第二個(gè)，降低成本。從性價(jià)比來說，我們看方形電池，80%的電池都是要看原材料的成本，第二個(gè)是要考慮能量，能量密度是非常重要的。一些表現(xiàn)非常好的材料對(duì)于電動(dòng)車的成功是發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。我對(duì)于正極有十幾年的研究，稍后有時(shí)間我們可以進(jìn)行討論。對(duì)于提高能量密度，首先提高電壓，或者提高鎳的含量，這是兩個(gè)比較直接的方式。對(duì)于這些層狀的正極都有一些問題，如果鋰有80%離開，在表面會(huì)又有一些問題，另外還有氧方面的減少，那就會(huì)影響電池的表現(xiàn)。我們認(rèn)為如果要量產(chǎn)，其實(shí)鋰電池還遠(yuǎn)達(dá)不到我們的需求和希望。對(duì)于負(fù)極而言，硅基的負(fù)極，對(duì)我們而言，進(jìn)行下一代的電池研發(fā)是非常重要的材料。我想強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，我們不能完全忽略其他的影響，如果我們把硅放到石墨的負(fù)極當(dāng)中，看一下曲線，我們認(rèn)為容量應(yīng)該是線性的。如果有同樣的性能，如果放更多的硅，邊際效應(yīng)不會(huì)呈線性增長(zhǎng)。
我們想和更多的伙伴進(jìn)行合作來看如何利用硅這種材料進(jìn)行更好的能量密度的提升。快充主要是在性能方面，我覺得這是非常實(shí)用的層次，但是在汽車而言，特別是BEV可能不太喜歡快充。當(dāng)然其中有些電鍍方面的問題。寶馬不會(huì)對(duì)負(fù)極進(jìn)行修正，可能會(huì)采取其他的方式應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，我們認(rèn)為除了材料方面，快充應(yīng)該也有其他的解決方案能幫助我們最終達(dá)到目的。另外我們很難量化鋰的滲透率，我們?nèi)绾魏饬夸嚨臐B透率？非常難，其實(shí)還是很難量化的。所以想要和大家溝通一個(gè)方法，這是我的同事做的一項(xiàng)研究，不太知道大家是否知道它。這個(gè)文獻(xiàn)可以在相關(guān)的渠道去得到，其實(shí)更多的是有關(guān)反應(yīng)的時(shí)間。我們看到，如果電池更大或者容量密度更高，可以看到這條線，這個(gè)反應(yīng)時(shí)間會(huì)變得越來越短，同時(shí)帶來潛在的安全問題。
固態(tài)電解液也可以是我們未來選擇增長(zhǎng)能量密度，我們要知道，如果沒有鋰，這種固態(tài)電解質(zhì)也是非常難以實(shí)現(xiàn)的。我們把固態(tài)電解液分成三部分，比方說有三種不同的材料，有硫的材料，如果再看電壓，其實(shí)電壓仍舊會(huì)有些問題，那就是3.9V這樣的電壓可能會(huì)對(duì)我們的研究造成一定的困擾。另外一些氧化的材料，我覺得會(huì)有些路徑，另外一些硫的材料會(huì)有些材料的問題，還有材料敏感度的問題，當(dāng)然，還有氧含量的問題、濕度的問題，我們都需要了解這些潛在的問題。
這是我們要解決的固態(tài)電池的問題：1、界面的問題，如果我們看到它在電壓下的穩(wěn)定性，把它們混合起來，可能比業(yè)態(tài)電解液表現(xiàn)好，單獨(dú)看這種材料，它們的表現(xiàn)仍然沒有那么令人滿意。在此可能有鈍化方面的問題出現(xiàn)。2、鋰電池當(dāng)中沒有辦法放入更多的固態(tài)電解液，如果一旦提高厚度，或者固態(tài)的電解液，會(huì)潛在降低能量密度，或者是進(jìn)一步減少業(yè)態(tài)界面，對(duì)于我們而言這是完全沒有意義的。我們要盡可能做到薄，能夠讓電池的化學(xué)屬性變得越來越好，它的導(dǎo)電性仍舊需要我們做更多的努力。我們和一些公司有合作，可能在這方面有些發(fā)展。
小結(jié)：我們認(rèn)為未來電動(dòng)車的需求會(huì)極大的增加。我們也認(rèn)為未來的產(chǎn)品會(huì)有很多的選擇，我們要融入鋰、鈷、鎳的材料，以達(dá)到300WH每公斤的目標(biāo)，全固態(tài)的電池對(duì)我們而言是非常好的選擇。
非常感謝大家的聆聽。
提問：作為電動(dòng)車的制造商，如果有很多車同時(shí)充電，對(duì)于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)有什么樣的影響？比如有一百輛車正在同時(shí)充，這樣對(duì)電網(wǎng)會(huì)造成很多的沖擊，寶馬公司有沒有解決這樣的問題？
陶亮：當(dāng)然，這就是為什么我說并網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施在未來非常具有挑戰(zhàn)性，不能說只有寶馬公司獨(dú)善其身，我們要和電網(wǎng)的供應(yīng)商和其他的供應(yīng)商共同攜手解決這個(gè)問題。如果我們考慮到電動(dòng)車的持續(xù)增長(zhǎng)，在未來的量肯定會(huì)對(duì)網(wǎng)造成影響，目前還沒有解決到。
（根據(jù)速記整理，未經(jīng)嘉賓審閱）
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