CIBF丨河南克能柯克：軟包動力鋰離子電池產業化現狀及發展趨勢之一瞥

2021年3月19日，由中國化學與物理動力工業協會動力電池應用分會、電池中國網聯合舉辦的第二屆新能源汽車及動力電池國際交流大會(CIBF·深圳)在深圳舉行。大會期間，河南科能新能源科技有限公司董事長柯克發表了題為《軟包動力鋰離子電池產業化現狀及發展趨勢一瞥》的主題報告。

以下為演講實錄:

首先感謝張老師給我這樣一個與專家領導交流匯報的機會。在正式匯報之前，我想對個人做一個簡單的介紹。我1991年在哈工大開始學電池，到現在研究電池已經30年了。這30年中有10年是在日本，7年是在魏超集團，一個小的權力領袖。去年，在魏超戰略的支持下，我開始成立科能新能源，生產軟包裝動力電池。在這個過程中，我經歷了很多種化學電源，包括10年做燃料電池，早年把手電筒用的鋅錳電池做成充電電池。我在北大做博士后，第一次跟齊魯教授研究工業化鋰電池。之后在日本待了10年，接觸了燃料電池，包括在豐田做了幾年氫氧燃料電池。

之所以報道這樣的背景，是因為我們在思考，電池的終極解決方案是什么？現在制造的鋰電池是什么狀態？這和今天的話題有關系。去年鋰電池全面爆發。這兩天很多專家都在說這個萬億的行業。從去年資本市場對當代Amperex Technology Co .，Limited和比亞迪的反饋來看，似乎已經“實現”了萬億美元的產業，兩家合并市值1.4萬億，非常不錯。一個話題是這種勢頭會持續多久？鋰電池能用多久？兩年前從這個行業走出來的諾獎得主吉野先生說，未來10年鋰電池將占主導地位。

在這個過程中，什么技術路線占主導地位？現在眾說紛紜。有人說5年后固態電池會普及，有人說10年基本沒希望，有人說燃料電池很快會普及。這方面我個人覺得很難判斷，但是從上面的數據來看，比如材料體系，形狀規格，大的，小的，方的，圓的，軟的，硬的，總體來說是此起彼伏，比如圓柱形電池在5-。后來方形電池占了很大比重，但今天我們的專場講的是軟袋，這可能也是一個新的趨勢。最有意思的，像磷酸亞鐵鋰，剛才專家說的材料體系，現在面臨一個問題。沒有行業內的規模和采購基礎，材料拿不到，價格翻了很多。兩年前說磷酸亞鐵鋰已經快被三元打敗了，產能過剩，現在一夜之間變得供不應求，所以三十年河東，三十年河西。這是現實的考慮，也是真實的行業情況。最近，刀片電池在業界掀起了一股熱潮，引起了極大的關注。

回到今天的話題——柔性電池。早些年，人們對脹氣、邊緣腐爛、漏液等等感到非常焦慮。目前已經有了很大的改進，特別是經過了12年的市場檢驗。日產制造的純電動乘用車leaf于2009年首次工業化生產。前幾年看到這款乘用車銷量第一。現在不太關注情況了。至少在行業內，從2009年到現在的12年，有持續的、更多的改進。昨天聽王福能先生說，歐洲20款中有15款是軟袋需求，可見軟袋的勢頭確實得到了業界的認可。除了能量密度，在我們對軟包裝的期待中，還有安全問題。安全性和能量密度可以結合嗎？期望值很高。這兩天，人們都在關注現代回憶的問題……車輛，這說明軟包能源系統對于做電池的人來說仍然是一個巨大的挑戰，仍然很難把握好安全性和高能量密度之間的平衡，因為這中間有一個核心的成本問題。

做鋰電池的人如坐針氈。有什么困難？正是頻發的安全事故，可能讓很多企業夜不能寐。從統計數據來看，我記得不是很準確。約有一半的事故是處于靜態，大部分與電池內短路有關，這是充電過程中鋰枝晶的形成。還有制造過程中毛刺和金屬粉塵的影響，這些“看不見的”內部短路的潛在危險是最大的誘因。關于這個話題，春節前后，王傳福老師提出了“安全檢測標準”的問題。針灸是否應該拿出來作為強制檢測標準？眾所周知，2016年左右曾經是國家標準，后來針灸項目暫停實施，老問題也和行業發展趨勢有關。

從軟包的角度來看，相比硬殼是有增長的理由的。在安全檢查中，模擬內部短路的針刺，特別是在高能量密度系統中，硬殼還是比較扎心的，三元有一個快速放氧的過程。除了針灸，還有濫收費。因為有電池管理系統，所以可以很好的控制，但是小概率事件總是會用到。在這種情況下，鋁殼過度充電還是挺嚇人的。所以我們行業糾結這個事情，就是軟包裝在軟硬殼上有發展的理由。

科能公司下一步的發展定位是定位于柔性電池。當然，我們不認為按照一條技術路線就能解決所有的應用場景，但我們認為這是量身定制的。根據場景和應用目標，現階段不追求輕動力汽車場景下的高能系統。所以經過幾年的實踐，軟包純錳酸鋰是主要產品，長壽命的錳酸鋰可以做到2500次。錳還是比較難處理，壽命不長，也怕熱，所以鋰電池“錳難”。但通過近幾年的實踐，我們開展了大規模制造后的全生命周期檢驗，并在現有行業中找到了它的應用場景。同時兼顧磷酸亞鐵鋰和高能量密度體系，但對高能量密度體系持謹慎態度。至于錳酸鋰，優勢非常明顯。就像我們看這個圖的紅線，電壓平臺相比三元還是比較高的。這是48伏模塊的放電間隔。從充滿電到放電，電壓衰減很低，但三元從52伏到最后只有42伏，尤其是冬天。我們認為錳酸鋰在某些場景下具有獨特的優勢。尤其是在什么領域？非乘用車，在對體積和重量要求不是那么高的環境下，還是有應用空間的，比如兩輪車、三輪車、低速四輪車、專用電動車、區域物流車等。，也就是鋰電池的“猛男”。

“兩會”上有很多權力交換的提案。這個概念是從我個人角度理解的。從產業角度來說，替代燃油車是必須的，一是能量密度高，二是安全通用的快充。是不是還很難實現，讓萬能換電產業化計劃得以實現？

這里有幾個小實驗分享給大家。這個實驗就是針灸。上面是自然光下針灸的照片，下面是相應場景的紅外熱成像。針刺短路發熱明顯，最高可達70-80度，很快就會降低。這是由于工藝的設計和電液、電解材料的實現。說白了就是因為發熱導致局部內阻迅速增大，防止直接短路導致能量快速釋放。即使針刺后，電芯仍能正常放電，幾小時后電就能放完，不會燃燒。關于針灸也有一點爭議。它……設計單個電池單元和制造電池系統更安全。這里還有一個爭議，就是針灸安全嗎？我個人的看法是，針灸不一定絕對安全，但是通過針灸是相對安全的。是不是說單體針刺后做模塊和系統就安全了？用針灸也一樣合理嗎？以前的標準中，有一個模塊是針刺的，具體我記不清了，大概是針刺的三分之二的模塊，或者多少？如果不燃燒不爆炸，通過檢測就是好產品。

下面是一個小實驗，供大家參考。七節電池充滿電后，我們將它們并聯起來。并聯就是說它們不是連在一起的，而是排列然后針刺。

(圖)現在7節電池，第六節電池被刺。它是紅外熱成像，監測溫度。監控是指針從側面電池中漏出的地方。環境溫度大約是30度。在這樣的室溫下，你看到的就是圖上的黃色區域。針一出來，溫度就升高了。刺穿第一個然后第二個。我們來看看這個小視頻。

(視頻播放)

柯克:當人們看到這個的時候，他們很擔心我。可能有些電池狀態不好。我們來看看打開實驗箱是什么感覺。七棒只刺六棒，第七棒沒有刺，只有第六棒有熱逸散，其他都沒有熱逸散，第七棒稍微發黑就能正常放電。這是一個有趣的結果。下面我們來看看溫度監測的結果。

(圖)這些示意圖顯示的是剛才電池側面的溫度。穿刺后出來的第一根針大概是40度。40度，可能是熱風，也可能是針本身。看十幾秒鐘抓拍的連續鏡頭，環境大概30度。然后開始針刺，第一個峰，第二個峰，第三個峰，直到第六個峰，我們看到溫度是動態變化的。瞬時曲線變化后結束，熱氣消散。讓我們鎖定這條溫度曲線，抓住針露出來的每一個瞬間的結果，看看這個最高溫度的變化。第一個40度左右，第二個120度，第三個170度以上，第五個190度左右。剛才的結果是第六個有熱失控。這個結果和前面的材料是一樣的。120度到200度的范圍是熱失控階段，190度是非常高的溫度。許多電池在120度左右會熱失控。我的結論是，第六節電芯的熱失控不是因為自針，一根稻草也不在我身上，而是針加熱后積累，最后達到很高的溫度。也就是說，針帶著前幾節電池產生的熱量來到這里，最后高溫針粘到第六節電池，第六節就失控了。

這個小實驗就是一個小插曲，圍繞我今天的主題有點偏差。總之圍繞柔性電池這個主要話題是時代的機遇，但是還有很多問題沒有解決，比如能量和安全的平衡，包括成本。我們做電池的要繼續努力。總的來說，現在迎來的是行業的機會，因為現在行業的配套設施從技術到設備都很成熟。當然，可持續發展還是有空間的。工業應用基本穩定增長。以前叫數字，現在叫動力。小權大權都是規模越來越大。目前優質產能還是比較稀缺的，但是作為我們目前的短板，核心材料(鋁塑膜)還是希望行業內的同仁們加快國產化。最后是關于安全性能判斷的標準，我們認為需要驗證和共同思考。

軟包電池將是從以前的“迷人”氣走向未來的又一種“傲慢”氣。

河南科能去年6月5日融資，今年已經投產。現在已經進入第二輪融資，希望得到在座各位的大力支持。謝謝大家。

(注:本文根據現場速記整理，未經主講人審核。僅供參考。請不要重復……nt它！)

掃描下方二維碼，關注“第二屆新能源汽車及動力電池國際交流大會(CIBF深)”直播專題！1 2021年3月19日，由中國化學與物理動力工業協會動力電池應用分會、電池中國網聯合舉辦的第二屆新能源汽車及動力電池國際交流大會(CIBF·深圳)在深圳召開。大會期間，河南科能新能源科技有限公司董事長柯克發表了題為《軟包動力鋰離子電池產業化現狀及發展趨勢一瞥》的主題報告。

以下為演講實錄:

首先感謝張老師給我這樣一個與專家領導交流匯報的機會。在正式匯報之前，我想對個人做一個簡單的介紹。我1991年在哈工大開始學電池，到現在研究電池已經30年了。這30年中有10年是在日本，7年是在魏超集團，一個小的權力領袖。去年，在魏超戰略的支持下，我開始成立科能新能源，生產軟包裝動力電池。在這個過程中，我經歷了很多種化學電源，包括10年做燃料電池，早年把手電筒用的鋅錳電池做成充電電池。我在北大做博士后，第一次跟齊魯教授研究工業化鋰電池。之后在日本待了10年，接觸了燃料電池，包括在豐田做了幾年氫氧燃料電池。

之所以報道這樣的背景，是因為我們在思考，電池的終極解決方案是什么？現在制造的鋰電池是什么狀態？這和今天的話題有關系。去年鋰電池全面爆發。這兩天很多專家都在說這個萬億的行業。從去年資本市場對當代Amperex Technology Co .，Limited和比亞迪的反饋來看，似乎已經“實現”了萬億美元的產業，兩家合并市值1.4萬億，非常不錯。一個話題是這種勢頭會持續多久？鋰電池能用多久？兩年前從這個行業走出來的諾獎得主吉野先生說，未來10年鋰電池將占主導地位。

在這個過程中，什么技術路線占主導地位？現在眾說紛紜。有人說5年后固態電池會普及，有人說10年基本沒希望，有人說燃料電池很快會普及。這方面我個人覺得很難判斷，但是從上面的數據來看，比如材料體系，形狀規格，大的，小的，方的，圓的，軟的，硬的，總體來說是此起彼伏，比如圓柱形電池在5-。后來方形電池占了很大比重，但今天我們的專場講的是軟袋，這可能也是一個新的趨勢。最有意思的，像磷酸亞鐵鋰，剛才專家說的材料體系，現在面臨一個問題。沒有行業內的規模和采購基礎，材料拿不到，價格翻了很多。兩年前說磷酸亞鐵鋰已經快被三元打敗了，產能過剩，現在一夜之間變得供不應求，所以三十年河東，三十年河西。這是現實的考慮，也是真實的行業情況。最近，刀片電池在業界掀起了一股熱潮，引起了極大的關注。

回到今天的話題——柔性電池。早些年，人們對脹氣、邊緣腐爛、漏液等等感到非常焦慮。目前已經有了很大的改進，特別是經過了12年的市場檢驗。日產制造的純電動乘用車leaf于2009年首次工業化生產。前幾年看到這款乘用車銷量第一。現在不太關注情況了。至少在行業內，從2009年到現在的12年，有持續的、更多的改進。昨天聽王福能先生說，歐洲20款中有15款是軟袋需求，可見軟袋的勢頭確實得到了業界的認可。除了能量密度，在我們對軟包裝的期待中，還有安全問題。安全和能量密度可以是……ombined？期望值很高。這兩天人們關注現代召回車輛的問題，說明軟包能源系統對于做電池的人來說仍然是一個巨大的挑戰，仍然很難把握安全和高能量密度之間的平衡，因為這中間有一個核心的成本問題。

做鋰電池的人如坐針氈。有什么困難？正是頻發的安全事故，可能讓很多企業夜不能寐。從統計數據來看，我記得不是很準確。約有一半的事故是處于靜態，大部分與電池內短路有關，這是充電過程中鋰枝晶的形成。還有制造過程中毛刺和金屬粉塵的影響，這些“看不見的”內部短路的潛在危險是最大的誘因。關于這個話題，春節前后，王傳福老師提出了“安全檢測標準”的問題。針灸是否應該拿出來作為強制檢測標準？眾所周知，2016年左右曾經是國家標準，后來針灸項目暫停實施，老問題也和行業發展趨勢有關。

從軟包的角度來看，相比硬殼是有增長的理由的。在安全檢查中，模擬內部短路的針刺，特別是在高能量密度系統中，硬殼還是比較扎心的，三元有一個快速放氧的過程。除了針灸，還有濫收費。因為有電池管理系統，所以可以很好的控制，但是小概率事件總是會用到。在這種情況下，鋁殼過度充電還是挺嚇人的。所以我們行業糾結這個事情，就是軟包裝在軟硬殼上有發展的理由。

科能公司下一步的發展定位是定位于柔性電池。當然，我們不認為按照一條技術路線就能解決所有的應用場景，但我們認為這是量身定制的。根據場景和應用目標，現階段不追求輕動力汽車場景下的高能系統。所以經過幾年的實踐，軟包純錳酸鋰是主要產品，長壽命的錳酸鋰可以做到2500次。錳還是比較難處理，壽命不長，也怕熱，所以鋰電池“錳難”。但通過近幾年的實踐，我們開展了大規模制造后的全生命周期檢驗，并在現有行業中找到了它的應用場景。同時兼顧磷酸亞鐵鋰和高能量密度體系，但對高能量密度體系持謹慎態度。至于錳酸鋰，優勢非常明顯。就像我們看這個圖的紅線，電壓平臺相比三元還是比較高的。這是48伏模塊的放電間隔。從充滿電到放電，電壓衰減很低，但三元從52伏到最后只有42伏，尤其是冬天。我們認為錳酸鋰在某些場景下具有獨特的優勢。尤其是在什么領域？非乘用車，在對體積和重量要求不是那么高的環境下，還是有應用空間的，比如兩輪車、三輪車、低速四輪車、專用電動車、區域物流車等。，也就是鋰電池的“猛男”。

“兩會”上有很多權力交換的提案。這個概念是從我個人角度理解的。從產業角度來說，替代燃油車是必須的，一是能量密度高，二是安全通用的快充。是不是還很難實現，讓萬能換電產業化計劃得以實現？

這里有幾個小實驗分享給大家。這個實驗就是針灸。上面是自然光下針灸的照片，下面是相應場景的紅外熱成像。針刺短路發熱明顯，最高可達70-80度，很快就會降低。這是由于工藝的設計和電液、電解材料的實現。說白了就是因為發熱導致局部內阻迅速增大，防止直接短路導致能量快速釋放。即使針刺后，電芯仍能正常放電，而電子……城市可以在幾個小時內被釋放而不會燃燒。關于針灸也有一點爭議。設計單個電池單元并制作電池系統更安全。這里還有一個爭議，就是針灸安全嗎？我個人的看法是，針灸不一定絕對安全，但是通過針灸是相對安全的。是不是說單體針刺后做模塊和系統就安全了？用針灸也一樣合理嗎？以前的標準中，有一個模塊是針刺的，具體我記不清了，大概是針刺的三分之二的模塊，或者多少？如果不燃燒不爆炸，通過檢測就是好產品。

下面是一個小實驗，供大家參考。七節電池充滿電后，我們將它們并聯起來。并聯就是說它們不是連在一起的，而是排列然后針刺。

(圖)現在7節電池，第六節電池被刺。它是紅外熱成像，監測溫度。監控是指針從側面電池中漏出的地方。環境溫度大約是30度。在這樣的室溫下，你看到的就是圖上的黃色區域。針一出來，溫度就升高了。刺穿第一個然后第二個。我們來看看這個小視頻。

(視頻播放)

柯克:當人們看到這個的時候，他們很擔心我。可能有些電池狀態不好。我們來看看打開實驗箱是什么感覺。七棒只刺六棒，第七棒沒有刺，只有第六棒有熱逸散，其他都沒有熱逸散，第七棒稍微發黑就能正常放電。這是一個有趣的結果。下面我們來看看溫度監測的結果。

(圖)這些示意圖顯示的是剛才電池側面的溫度。穿刺后出來的第一根針大概是40度。40度，可能是熱風，也可能是針本身。看十幾秒鐘抓拍的連續鏡頭，環境大概30度。然后開始針刺，第一個峰，第二個峰，第三個峰，直到第六個峰，我們看到溫度是動態變化的。瞬時曲線變化后結束，熱氣消散。讓我們鎖定這條溫度曲線，抓住針露出來的每一個瞬間的結果，看看這個最高溫度的變化。第一個40度左右，第二個120度，第三個170度以上，第五個190度左右。剛才的結果是第六個有熱失控。這個結果和前面的材料是一樣的。120度到200度的范圍是熱失控階段，190度是非常高的溫度。許多電池在120度左右會熱失控。我的結論是，第六節電芯的熱失控不是因為自針，一根稻草也不在我身上，而是針加熱后積累，最后達到很高的溫度。也就是說，針帶著前幾節電池產生的熱量來到這里，最后高溫針粘到第六節電池，第六節就失控了。

這個小實驗就是一個小插曲，圍繞我今天的主題有點偏差。總之圍繞柔性電池這個主要話題是時代的機遇，但是還有很多問題沒有解決，比如能量和安全的平衡，包括成本。我們做電池的要繼續努力。總的來說，現在迎來的是行業的機會，因為現在行業的配套設施從技術到設備都很成熟。當然，可持續發展還是有空間的。工業應用基本穩定增長。以前叫數字，現在叫動力。小權大權都是規模越來越大。目前優質產能還是比較稀缺的，但是作為我們目前的短板，核心材料(鋁塑膜)還是希望行業內的同仁們加快國產化。最后是關于安全性能判斷的標準，我們認為需要驗證和共同思考。

軟包電池將是從以前的“迷人”氣走向未來的又一種“傲慢”氣。

河南科能去年6月5日融資，今年已經投產。現在已經進入第二輪融資，希望得到在座各位的大力支持。謝謝大家。

(注:本文根據……編譯到現場速記，并沒有經過發言人的審核。僅供參考。請勿轉載！)

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標簽：比亞迪豐田發現日產現代

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