2019年9月24-25日，萬(wàn)向一二三基礎(chǔ)研發(fā)高級(jí)總監(jiān)許夢(mèng)清博士，參加了第四屆新型電池電解質(zhì)/隔膜材料技術(shù)國(guó)際論壇(ABES-4)，并在會(huì)議上，分享了“萬(wàn)向一二三在高功率以及高比能電池電解液的研究進(jìn)展”的主題報(bào)告。來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、加拿大、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家與地區(qū)的電池領(lǐng)域的300家企業(yè)、大專院校和科研院所的代表，500多位同仁出席了此次國(guó)際論壇。

會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)照片

許博士首先介紹了公司的發(fā)展歷程。A123成立于2001年，發(fā)展基于磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，是一家專業(yè)的鋰離子動(dòng)力電池制造企業(yè)。公司于2009年在美國(guó)上市，于2013年被萬(wàn)向集團(tuán)全資收購(gòu)。

萬(wàn)向一二三是一家全球化的公司，主要布局在中國(guó)、美國(guó)和歐洲?？偛课挥诤贾?，擁有規(guī)模最為龐大的全球生產(chǎn)制造中心，并設(shè)有材料研發(fā)、電芯開(kāi)發(fā)、測(cè)試驗(yàn)證中心以及系統(tǒng)工程研發(fā)等技術(shù)研發(fā)部門。

公司在美國(guó)密歇根州的Livonia，設(shè)有歐美地區(qū)的銷售中心和低壓電池系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)中心。位于波士頓郊區(qū)的Waltham和Hopkinton，公司分別設(shè)有材料及電芯研發(fā)中心和測(cè)試中心。A123在德國(guó)斯圖加特，設(shè)有面向歐洲客戶的銷售中心以及工程研發(fā)團(tuán)隊(duì)。2016年，公司在捷克建立了高功率模組組裝工廠。去年年底，公司在英國(guó)建立了固態(tài)電池研發(fā)中心，與英國(guó)的科研院所以及汽車OEM一起開(kāi)展固態(tài)電池的研發(fā)與應(yīng)用。

萬(wàn)向一二三股份公司基礎(chǔ)研發(fā)高級(jí)總監(jiān)許夢(mèng)清博士

2015年磷酸鐵鋰粉末團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出第二代材料——超級(jí)磷酸鐵鋰粉末材料?；谶@個(gè)材料，A123研發(fā)出兩款高功率的電池，第一個(gè)是12V的啟動(dòng)電源，第二個(gè)是48V的啟停電源。A123的48V體系技術(shù)比較先進(jìn)，占據(jù)的市場(chǎng)份額也比較大。充電功率密度可達(dá)16千瓦時(shí)，放電功率密度可達(dá)15千瓦時(shí)。

此外，電池的工作溫度范圍也很寬，涵蓋-30到65℃溫度范圍。針對(duì)下一代產(chǎn)品，A123基于電池在高溫存儲(chǔ)過(guò)程中容量恢復(fù)率以及高溫循環(huán)性能建立了與日歷壽命的構(gòu)效關(guān)系。優(yōu)化配方，滿足不斷提升的認(rèn)定壽命需求，可達(dá)十年以上。同時(shí)關(guān)注電池的低溫阻抗，性能超越客戶期望。

A123在高比能電池電解液的研發(fā)進(jìn)展情況，主要基于兩個(gè)化學(xué)體系，一個(gè)是高鎳811和石墨體系；第二個(gè)是高鎳811和硅碳體系。對(duì)于高比能量電池大家都想到的是提高電池能量密度，使它的單次充電行駛距離達(dá)到400公里以上。當(dāng)然除了對(duì)行駛距離有要求之外，市場(chǎng)和客戶還對(duì)電池其他的性能提出了更高的要求，如安全性能、快速充電能力等。電解液的研發(fā)工作對(duì)于電池正負(fù)極界面、安全性能以及快充性能等都具有重要的影響。

A123從以下三個(gè)方面去改善正極/電解液界面：第一是形成更加穩(wěn)定的正極界面膜，第二是抑制金屬的溶解，第三是鋰鹽的穩(wěn)定。

基于以上機(jī)理的分析，介紹了811/石墨化學(xué)體系應(yīng)用效果，目前電池高溫45℃1C/1C循環(huán)了500圈（預(yù)期可以循環(huán)1600次循環(huán)達(dá)到80%容量保持率），DCR大約增長(zhǎng)了13.5%。根據(jù)目前的數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)該電池性能優(yōu)于客戶的要求。在零下十度以1/5C充電，1/3C放電的倍率充放電的循環(huán)，電壓范圍是3.0到4.25V，循環(huán)了150圈后容量衰減大約在4%到5%。同樣也進(jìn)行了快充的循環(huán)，該電池在循環(huán)200圈后容量衰減3.9%，DCR增長(zhǎng)4.4%，超過(guò)客戶的要求。另外，該款電池還滿足客戶在充放電過(guò)程中電池溫度不超過(guò)31.5°C的要求。除此之外，電池全部通過(guò)了全針刺、高溫過(guò)充電、熱箱、擠壓等安全測(cè)試，并且都在EUCAR3或者以下。

今年，A123北美研發(fā)團(tuán)隊(duì)與美國(guó)IonicMaterials公司聯(lián)合在固態(tài)電池的研發(fā)中取得了一個(gè)比較重大的突破。

簡(jiǎn)單介紹一下固態(tài)電池的研究進(jìn)展情況，目前采用的化學(xué)體系是NCM811加上石墨，只是用固態(tài)電解質(zhì)把傳統(tǒng)的液態(tài)電解液取代掉。第二階段的目標(biāo)是把負(fù)極換成硅碳體系，能量密度大約在300到350Wh/kg；第三階段的目標(biāo)是把負(fù)極換成金屬鋰，能量密度可以達(dá)到400Wh/kg左右；到第四代產(chǎn)品就會(huì)采用新型的正極材料，再加上金屬鋰，能量密度可以達(dá)到400Wh/kg以上。

這項(xiàng)技術(shù)突破使得全固態(tài)電池有望在2024年大批量推向市場(chǎng)，固態(tài)電池在未來(lái)4-5年內(nèi)將具有巨大潛力。