劉鍇：硅碳復(fù)合負(fù)極材料與鋰離子動(dòng)力電池

時(shí)間:2015-12-30 14:25來源:中國(guó)電池聯(lián)盟 作者:西顧
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       各位同仁大家好，上次我們已經(jīng)講了硅碳復(fù)合負(fù)極材料，我們有幾家生產(chǎn)商，上次也講過這個(gè)事情，我回顧的意思是這樣的，在1998年的時(shí)候，日本開始考慮負(fù)極加入硅，國(guó)內(nèi)要求金屬硅直接粉碎，研磨到兩百個(gè)納米左右，這個(gè)成本大概是多少，研磨下來接近80萬到100萬噸，價(jià)格非常貴，D50就是分子量分母非常寬，根本就不均勻，不均勻以后加入石墨出現(xiàn)一個(gè)問題，硅在充放電的時(shí)候容易膨脹，是30%左右，后來考慮到硅和碳都是一個(gè)族的，碳有的結(jié)構(gòu)，硅也有，碳有石墨烯，硅也有硅烯，我們講的它有所謂的二維材料，98年那個(gè)時(shí)候他們最開始也是用金屬硅加進(jìn)去，后來發(fā)現(xiàn)膨脹太厲害了，后來考慮其他的，特斯拉定制電池是3400毫安，我們國(guó)內(nèi)做到3000的很少，基本是1800到2000，福斯特是120萬支，只做1800毫安，包括容量都很小，我個(gè)人認(rèn)為造成了資源的浪費(fèi)。
 
        電池負(fù)極材料生產(chǎn)商這么多家，都是以石墨為主，我們和日本合作，他提出不用金屬硅，在這個(gè)基礎(chǔ)上大家開始研發(fā)，做了2500次實(shí)驗(yàn)，逐漸發(fā)現(xiàn)硅有特殊結(jié)構(gòu)，理論容量是在6000毫安時(shí)，接近石墨的20倍，我們實(shí)驗(yàn)結(jié)果大概是3000到3300毫安時(shí)，也就是能做出十倍左右的石墨的負(fù)極材料。我們當(dāng)時(shí)研發(fā)基本上完成的時(shí)候這個(gè)事情就結(jié)束了，我就回國(guó)，主要搞工藝維護(hù)，這個(gè)事情就沒有再繼續(xù)做。
 
         到2011年，有人跟我提出來，問我怎么樣，按照我自己的理解，我覺得它有一個(gè)好處隨時(shí)充隨時(shí)換，但是國(guó)內(nèi)的工藝有一個(gè)問題，電池的含水量都比日本高，石墨還是沒有做好，你要說大家做這個(gè)硅，大家不會(huì)把這個(gè)東西用好，我當(dāng)時(shí)持否定態(tài)度，但是那個(gè)人特別喜歡研究，說能不能給他做一個(gè)，如果你能理解，我就把我整個(gè)實(shí)驗(yàn)室拉到你的店里，當(dāng)著你的面做一遍，你看明白了說明你是我的基因，如果你看不明白，你以后幫我找一個(gè)投資，把這個(gè)東西就給產(chǎn)業(yè)化。陳博士也是抱著測(cè)試的一個(gè)態(tài)度，我們也沒有想到他后來很激動(dòng)。我到他那兒就做了兩公斤，我說你做多少，兩條思路，一條所有的東西都改，因?yàn)樗臋C(jī)器也不太好用，后期也是有不少問題，我說成熟的工藝別改，加5%到10%，另外用我的硅碳做一個(gè)，按照一千毫安每克，再按三千設(shè)計(jì)一個(gè)，然后試一下。
 
         做完了以后，因?yàn)樽鲞@個(gè)需要的時(shí)間很長(zhǎng)，三個(gè)月以后，12年后半夜打電話，說的確是3300毫安怎么樣，我說不可能，然后問他測(cè)試情況，做的是不錯(cuò)，但是循環(huán)壽命不是很好，含水量也是有問題，水對(duì)鋰電池循環(huán)影響也是最大的，說做5，國(guó)內(nèi)機(jī)器做不到5，如果負(fù)極5，正極材料不變的情況下，整個(gè)電池的體積就會(huì)縮小，又問我價(jià)格怎么辦，一噸九萬塊，硅烯制作成本多少，按半噸的話一萬五千塊，韓國(guó)人拿了你的東西仿，明年我的價(jià)格下降一半，我們都下降一半的話，國(guó)內(nèi)電池的廠家都死完了。比亞迪跟我要，給了五公斤，那天打電話給我撤下來三千，肯定比石墨好，我最低測(cè)的是2280，最高3300，你再問就沒有意義了，我給郭總也寄了五公斤，不知道驗(yàn)證了沒有，也給了鄧文浩，這個(gè)在18650測(cè)試效果非常好，能量密度低，衰減特別快，它是橄欖石結(jié)構(gòu)，回來的時(shí)候回不到原來位置，這個(gè)時(shí)候有了硅以后把橄欖石結(jié)構(gòu)撐住，它不塌陷，鋰還能回到原來位置，這個(gè)時(shí)候防止它出現(xiàn)塵土，現(xiàn)在在驗(yàn)證階段，從上次我們講過這個(gè)事情以后，到現(xiàn)在為止給大家樣品測(cè)試，驗(yàn)證下來的結(jié)果三千毫安時(shí)每克，基本上不用考慮了，絕對(duì)是這樣的，剩下主要考慮你的工藝，怎么樣去配合，細(xì)分有兩種，一個(gè)是不改變?cè)瓉淼墓に嚕?%到10%，好多小廠都驗(yàn)證了很高興，提高30%容量，這件事情已經(jīng)都驗(yàn)證完了。陳博士讓我做一噸，我說我這個(gè)一次就做一公斤，那我得一千次，當(dāng)初也有兩個(gè)院士找我看，我說看懂了沒關(guān)系，你要是復(fù)制不了，找個(gè)機(jī)會(huì)合作。我現(xiàn)在把配方給你，你合成它，至少做五百次實(shí)驗(yàn)，那就是兩年，所以有的時(shí)候大家不太了解，你能做，別人不能做。
 
        如果這個(gè)東西要生產(chǎn)了，做硅碳就是三千，這個(gè)是這些公司14年上半年市場(chǎng)占有率，這是紫宸，它是人造石墨，這個(gè)沒有什么意思，這個(gè)活是臟活，現(xiàn)在做這個(gè)的越來越多，紫宸賣的好。國(guó)外是日立化成，三菱化學(xué)，JFE化學(xué)、東海碳素等，我們現(xiàn)在這樣的情況，做了一個(gè)很漂亮的動(dòng)力電池，如果是我的負(fù)極達(dá)到三千毫安時(shí)每科，可以做到一千瓦時(shí)每升，看你有沒有勇氣改，包括比亞迪在內(nèi)，我說就等你的老板有沒有雄心壯志，有沒有決策力，把這個(gè)事情改了，其他東西都不用改，現(xiàn)在達(dá)到一千瓦時(shí)每升，我告訴你現(xiàn)在的車立刻做到跑一千，你說幾分鐘充好不可能，一般都是慢充，要達(dá)到快充的話結(jié)構(gòu)要做一些改變。
 
        硅烯，硅籠，但是你得把它提出來，它能吸收很多，它的好處是什么，可以把好多東西吸進(jìn)去再放出來，這兩天他們做什么材料，一摩爾硅籠和四摩爾氫，我現(xiàn)在的財(cái)力已經(jīng)不能支持它。這是掃描電鏡下的硅烯結(jié)構(gòu)，這個(gè)是在5ц的下面做的，實(shí)際上是球狀的。這個(gè)是硅微粉和硅烯復(fù)合材料的對(duì)比，講一下硅烯測(cè)的結(jié)果，比亞迪惠州廠、ATL寧德廠等都做了。極片含水量280，測(cè)下來什么問題沒有，最大的問題水太多了，循環(huán)有問題。我說必須干到40，這是做的幾個(gè)循環(huán)效率，首效94%沒問題，81.6%，這個(gè)大家都做了。當(dāng)時(shí)做安全動(dòng)力電池66穿刺實(shí)驗(yàn)也沒有問題。
 
        我們做這個(gè)東西解決一個(gè)問題就是電池均衡問題，每個(gè)電池都不一樣容量，這是日本松下的工廠，誤差都在千分之一范圍內(nèi)，我們國(guó)家在1%、3%，電池做的哪一個(gè)都不一樣，你說BMS均衡，你說要寫多少編程，你要從物理上就要解決這個(gè)問題。第二圖部，好多電池炸，比亞迪炸了，什么炸了，圖完了拆了，就是發(fā)熱點(diǎn)上，這個(gè)就是鐵鍬，就是機(jī)器加工的鐵，這個(gè)點(diǎn)就是電池爆炸的罪魁禍?zhǔn)祝?dāng)時(shí)就把電池拆完，這個(gè)雖然有看不到，但是在好多電池廠發(fā)生過，這個(gè)具有普遍性，一看是機(jī)器加工下來的鐵鍬，這個(gè)是經(jīng)常會(huì)發(fā)生的。但是我們?cè)谧鲭姵氐臅r(shí)候，必須避免這個(gè)東西。
 
        電池在攪拌的時(shí)候有微氣泡，后來去德國(guó)因?yàn)榱说聡?guó)的脫泡系統(tǒng)，它這個(gè)太科學(xué)了，把微氣泡壓在銅體，搞不出來，德國(guó)是雙罐系統(tǒng)，下邊有一個(gè)攪拌，兩個(gè)罐都是真空管，這個(gè)下邊出來經(jīng)過一個(gè)簾，在抽真空的時(shí)候，氣泡就在簾上，它就很快把這個(gè)氣泡抽走了。再經(jīng)過攪拌，這個(gè)就到涂布去了，這種叫雙罐除氣泡系統(tǒng)非�？茖W(xué)，可以100%的把里面的空氣除掉。
 
        另外做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，空氣重新被吸收進(jìn)去，吸到罐里邊是多長(zhǎng)時(shí)間，我們測(cè)完12個(gè)小時(shí)也達(dá)不到，我們充完泡了在空氣放著，這個(gè)可以完全做到。還有鋰電池干燥效率，速度提高80到100米的速度。我們?nèi)サ聡?guó)跟他們進(jìn)行半個(gè)月的交流，這是他們的設(shè)計(jì)，這是他們的流道設(shè)計(jì)，這是模頭（音）設(shè)計(jì)，這個(gè)是當(dāng)場(chǎng)做的也可以看一下，美國(guó)EBA做的頭，號(hào)稱很好，但是誤差正負(fù)27%，德國(guó)是多少，正負(fù)1%，什么概念？根本不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，我們鋰電池要做好，你的均衡程度和涂布能力、涂布精度是絕對(duì)相關(guān)的。
 
        這是德國(guó)和三菱模頭的對(duì)比，三菱最高的內(nèi)壓達(dá)到兩個(gè)八，德國(guó)可以達(dá)到十個(gè)八，十個(gè)八的壓力可以做高速涂布，現(xiàn)在速度只有20米到30米，做到50米很難，德國(guó)做到80米是沒有問題的。這個(gè)是one for all，調(diào)漿料可以任何黏度調(diào)。我們把這個(gè)結(jié)構(gòu)給了麥科（音），華為發(fā)了一個(gè)快速充電的消息，我們充電過程當(dāng)中是電磁波的傳播過程，電磁波是有形狀的，我要在印刷的時(shí)候可以節(jié)省30%的充電時(shí)間，我們測(cè)試一下是30%，但是再多可能要改材料了，現(xiàn)在只是改變印刷，基本可以做到這一條。這個(gè)東西叫狄拉克錐，是導(dǎo)致目前快速充電的根本原因，你要做這個(gè)都可以達(dá)到，如果不做它，你做的那個(gè)就不是。這個(gè)是全部驗(yàn)證過的，這是個(gè)錄像，用蒸鍍的辦法，容量也提高了。
 
 
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    近日，在2016中國(guó)綠公司年會(huì)環(huán)境治理：危機(jī)與出路分論壇上，國(guó)家發(fā)改委能源研究所研究員姜克雋大膽的指出，央企國(guó)企現(xiàn)在一窩蜂的搞電動(dòng)汽車，但是由于國(guó)企機(jī)制僵硬，很難搞起來，八到十年后國(guó)企的電動(dòng)汽車又會(huì)成為新的過剩產(chǎn)能。 十三五期間，中央政府高度重
    2016-04-25 09:22

  • 專訪科力遠(yuǎn)張彤：2018年將迎來混合動(dòng)力汽車大規(guī)模推廣

    國(guó)內(nèi)車企正一邊倒發(fā)展新能源汽車時(shí)，吉利集團(tuán)與科力遠(yuǎn)卻瞄準(zhǔn)了另外一條技術(shù)發(fā)展路徑混合動(dòng)力，共同成立科力遠(yuǎn)混合動(dòng)力有限公司(簡(jiǎn)稱CHS公司)，發(fā)展混合動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)與產(chǎn)品平臺(tái)。4月12日中汽協(xié)信息發(fā)布會(huì)期間，科力遠(yuǎn)首席科學(xué)家張彤接受了第一電動(dòng)網(wǎng)采訪，詳
    2016-04-25 09:17
本月熱點(diǎn)

  • 注冊(cè)資本近1.15億元！兩巨頭成立電池回收企業(yè)

    近日，廣州優(yōu)美再生技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱廣州優(yōu)美）正式成立，公司由優(yōu)湃能源科技（廣州）有限公司與格林美集團(tuán)下屬武漢動(dòng)力電池再生技術(shù)有限公司有限公司（以下簡(jiǎn)稱動(dòng)力再生）攜手打造。 據(jù)了解，廣州優(yōu)美注冊(cè)資本約1.15億人民幣，經(jīng)營(yíng)范圍含化工產(chǎn)品銷售
    2024-04-16 10:29

  • 寧德時(shí)代、科達(dá)利、特斯拉等發(fā)力這一新賽道！

    4月22日，科達(dá)利發(fā)布公告稱，公司與臺(tái)灣盟立臺(tái)灣盟立、臺(tái)灣盟英擬共同投資深圳市科盟創(chuàng)新機(jī)器人科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱深圳科盟）并簽署《投資合作協(xié)議書》。深圳科盟并簽署《投資合作協(xié)議書》。深圳科盟注冊(cè)資本擬為人民幣1億元，其中公司以現(xiàn)金方式投入人
    2024-04-24 10:11

  • 續(xù)航里程1000公里！寧德時(shí)代發(fā)布神行PLUS電池

    4月25日，在2024北京車展上，寧德時(shí)代舉行乘用車新品發(fā)布會(huì)，發(fā)布神行PLUS電池，續(xù)航里程1000公里。同時(shí)，充電10分鐘可續(xù)航600公里。
    2024-04-25 17:53

  • 天奇股份牽手長(zhǎng)安汽車 共同打造動(dòng)力電池全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)！

    天奇股份4月18日公告，擬與中國(guó)長(zhǎng)安、長(zhǎng)安汽車共同投資設(shè)立合資公司，并以合資公司為主體合作開展電池回收、梯次利用及再生業(yè)務(wù)。目標(biāo)打造成為西南區(qū)域領(lǐng)先的電池回收標(biāo)桿企業(yè)。 合資公司的注冊(cè)資本為1.8億元，其中公司擬出資8820萬元，持有合資公司49%的股
    2024-04-19 08:42

  • 50億元！這家公司擬在摩洛哥投建鋰電池負(fù)極材料項(xiàng)目

    4月26日晚間， 中科電氣 發(fā)布公告，宣布公司計(jì)劃通過其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司，在中國(guó)香港或其他海外地區(qū)新設(shè)全資子公司， 以間接投資方式設(shè)立摩洛哥項(xiàng)目公司，實(shí)施一項(xiàng)年產(chǎn)10萬噸鋰離子電池負(fù)極材料一體化基地項(xiàng)目 。 據(jù)了解， 項(xiàng)目計(jì)劃總投資
    2024-04-29 18:25

  • 全固態(tài)電池三大技術(shù)路線，誰將最終勝出？

    近年來，憑借高密度、更安全性、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是“最具潛力的下一代鋰電池技術(shù)”的固態(tài)電池受到市場(chǎng)關(guān)注，最新消息不斷。
    2024-04-22 18:17

  • 鋰礦龍頭一季度預(yù)虧超36億元，收深交所關(guān)注函！

    4月23日晚間，天齊鋰業(yè)發(fā)布業(yè)績(jī)預(yù)告，預(yù)計(jì)今年第一季度同比由盈轉(zhuǎn)虧。 同日晚間，深交所對(duì)天齊鋰業(yè)下發(fā)關(guān)注函，要求其結(jié)合主營(yíng)業(yè)務(wù)開展情況、產(chǎn)品產(chǎn)銷量、產(chǎn)品價(jià)格等，分析2024年一季度虧損較2023年四季度大幅增加的原因，并說明是否存在持續(xù)虧損風(fēng)險(xiǎn)等。 鋰
    2024-04-25 09:30

  • 又有車企公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間！

    當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月16日，日產(chǎn)汽車公開全固態(tài)電池試生產(chǎn)線的預(yù)定設(shè)置場(chǎng)所，在生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)等的橫濱工廠建筑內(nèi)確保了約1萬平方米空間，為搬入設(shè)備推進(jìn)施工。 日產(chǎn)計(jì)劃2025年3月開始生產(chǎn)全固態(tài)電池，目標(biāo)2028年度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)日產(chǎn)介紹，全固態(tài)電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離
    2024-04-18 08:43
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