陶亮：下一代動力電池的挑戰(zhàn)與機遇
5月22日，CIBF2018 第十三屆中國國際電池技術(shù)交流會展覽會在深圳會展中心開幕。德國BMW資深電池專家陶亮在技術(shù)交流會上發(fā)表主題演講。以下是演講正文：
今天我的分享會分三部分：1、電動汽車的電氣化歷程。2、寶馬的研發(fā)能力。3、小結(jié)。
電氣化的市場都是由于二氧化碳排放的標準，同時還有當?shù)氐臉藴?，我們看到全球化的標準或者挑?zhàn)，我們有這種基礎(chǔ)設(shè)施方面的要求，我們對于電網(wǎng)要求很高。對于寶馬而言，首先要為集團帶來利益。二是要符合用戶的需求，期望快樂的駕車。這是我們的目標，對于寶馬的電氣化發(fā)展主要有三層面：1、2013年，我們發(fā)布了I3、I8，能夠去啟動電動汽車，能夠在電動化方面進行努力。到2020年是第二階段，我們要把這個技術(shù)變成主要產(chǎn)品的一部分，屏幕上會有很多不同的模型、車型，同時也要把車型進行升級，迷你系列也會有相關(guān)的電動選擇?，F(xiàn)在有累計20萬臺的寶馬電動車，下一階段是2025年，是15%-25%的車需要去成為電動化的。哪方面的電動車的比例還沒有確定好。
寶馬2013年的時候?qū)τ陔妱踊肴碌钠脚_，這個策略是到2021年，我們會有針對所有的總成設(shè)計一個平臺，由過去的內(nèi)燃機、混動和純電動的汽車，我們都要用同樣的平臺。另外一個是比較技術(shù)的層次，如果我們看主要的性能，對于車而言，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。寶馬一直在進行投入，現(xiàn)在要投入20億歐元進行更多對電池方面的了解，這是從科研到分析到測試到最后的供應(yīng)鏈。最后全球范圍內(nèi)的合作伙伴就會構(gòu)建一個核心的競爭力，這樣在未來的電動汽車流行的時代構(gòu)建屬于寶馬的競爭力。
對于電池主要的挑戰(zhàn)是兩方面，第一個，提高能量密度，對于主機廠是非常重要的層面。第二個，降低成本。從性價比來說，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)非常好的材料對于電動車的成功是發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。我對于正極有十幾年的研究，稍后有時間我們可以進行討論。對于提高能量密度，首先提高電壓，或者提高鎳的含量，這是兩個比較直接的方式。對于這些層狀的正極都有一些問題，如果鋰有80%離開，在表面會又有一些問題，另外還有氧方面的減少，那就會影響電池的表現(xiàn)。我們認為如果要量產(chǎn)，其實鋰電池還遠達不到我們的需求和希望。對于負極而言，硅基的負極，對我們而言，進行下一代的電池研發(fā)是非常重要的材料。我想強調(diào)一點，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極當中，看一下曲線，我們認為容量應(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)不會呈線性增長。
我們想和更多的伙伴進行合作來看如何利用硅這種材料進行更好的能量密度的提升?？斐渲饕窃谛阅芊矫妫矣X得這是非常實用的層次，但是在汽車而言，特別是BEV可能不太喜歡快充。當然其中有些電鍍方面的問題。寶馬不會對負極進行修正，可能會采取其他的方式應(yīng)對這個問題，我們認為除了材料方面，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，其實還是很難量化的。所以想要和大家溝通一個方法，這是我的同事做的一項研究，不太知道大家是否知道它。這個文獻可以在相關(guān)的渠道去得到，其實更多的是有關(guān)反應(yīng)的時間。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，這個反應(yīng)時間會變得越來越短，同時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，其實電壓仍舊會有些問題，那就是3.9V這樣的電壓可能會對我們的研究造成一定的困擾。另外一些氧化的材料，我覺得會有些路徑，另外一些硫的材料會有些材料的問題，還有材料敏感度的問題，當然，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，會潛在降低能量密度，或者是進一步減少業(yè)態(tài)界面，對于我們而言這是完全沒有意義的。我們要盡可能做到薄，能夠讓電池的化學屬性變得越來越好，它的導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)：我們認為未來電動車的需求會極大的增加。我們也認為未來的產(chǎn)品會有很多的選擇，我們要融入鋰、鈷、鎳的材料，以達到300WH每公斤的目標，全固態(tài)的電池對我們而言是非常好的選擇。
非常感謝大家的聆聽。
提問：作為電動車的制造商，如果有很多車同時充電，對于當?shù)仉娋W(wǎng)有什么樣的影響？比如有一百輛車正在同時充，這樣對電網(wǎng)會造成很多的沖擊，寶馬公司有沒有解決這樣的問題？
陶亮：當然，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問題。如果我們考慮到電動車的持續(xù)增長，在未來的量肯定會對網(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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