所以我們設(shè)計(jì)了管式電池,原則是電池電芯厚度不超過28毫米,整個(gè)是一個(gè)系列。另外是低內(nèi)阻、大電流結(jié)構(gòu),獨(dú)特的極耳焊接工藝,鋁銅箔集流體作正負(fù)極耳。我們采取這些結(jié)構(gòu)和工藝上的措施,主要是盡量降低電池在工作時(shí)的溫升。這是一個(gè)定時(shí)的照片,現(xiàn)在做的單體是從20Ah-100Ah。如果需要的話,這個(gè)電池可以用液體來冷卻。我們這個(gè)電池它的殼體是不帶電的,可以把它串起來,用液體進(jìn)行冷卻,這個(gè)用在電動(dòng)車上比較有利。管式電池的電芯從20Ah到100Ah。
下一個(gè)問題是電池壽命,鋰電行業(yè)經(jīng)常做的是循環(huán)壽命,對老化壽命或者浮充壽命提及比較少,做得也比較少。鋰電池循環(huán)壽命一天可以做幾個(gè),幾天下來就可以循環(huán)。但是做老化壽命,可能要做十年,等結(jié)果就比較著急。但是老化壽命和循環(huán)壽命,它可能是不相關(guān)的。我在這里給大家看的這個(gè)曲線是1C的循環(huán),做了25度、45度、65度,循環(huán)次數(shù)非常理想。在65度下循環(huán),衰減到80%的時(shí)候接近1000次。45度下接近2000次以上,25度下次數(shù)非常高,這跟國內(nèi)的水平是相當(dāng)?shù)?,最好的做?000次也不是問題。
我想給大家看的是老化壽命,在65度下的表明,這個(gè)曲線跟前面的循環(huán)次數(shù)電芯是一樣的。在65度下衰減到80的時(shí)候,大概10周左右。55度-45度都不好,在25度、35度時(shí)還是比較好的。如果仔細(xì)來計(jì)算衰減次數(shù),基本符合溫度升高10度,壽命減半的基本因素。所以很多人經(jīng)常算使用壽命,一天一循環(huán),一年三百個(gè),我能做三千個(gè)循環(huán),就是說能做十年。很多人都做這樣的計(jì)算實(shí)際上這是有問題的。鋰電池的老化機(jī)理,我們這里有很多專家,主要是因?yàn)殇嚦练e在負(fù)極上,因?yàn)殡姵乩锩驿囀怯邢薜?,如?0%的鋰沉積在負(fù)極上,按照行業(yè)的定義電池壽命就終止了。但是這個(gè)問題如果說用碳材料,這個(gè)機(jī)理是沒辦法克服的。只能通過一些措施來減緩,通過電解液等更好一點(diǎn)的碳材料來減緩。
我們做了一個(gè)改進(jìn)型的電池,60度下表現(xiàn)更好一些?,F(xiàn)在我們做到了180天,還沒有見到80%,這比前面的結(jié)果就好了很多。所以我在這里提醒大家,光做循環(huán)壽命是不行的,一定要做電池的老化壽命。
再一個(gè)是低溫充電的問題,如果你們注意一下,有關(guān)產(chǎn)品的說明書,會(huì)發(fā)現(xiàn)鋰電池充電不建議在零度以下充電,有的寫溫度范圍在多少度以下,實(shí)際是有問題的,有些比較嚴(yán)肅的公司會(huì)建議“電池充電一定加熱到10度以上”,這對儲(chǔ)能用有很大問題。本來電池是儲(chǔ)存能量的,提供能量的,現(xiàn)在充電的時(shí)候卻需要先把電池加熱到10度,這是目前的一個(gè)很大缺陷。低溫下不能充電,主要是因?yàn)槭?fù)極的問題,鋰離子在石墨負(fù)極的擴(kuò)散下的應(yīng)有非常差。
打個(gè)比方講,它的擴(kuò)散速度可以接納一個(gè)鋰離子,如果有強(qiáng)的充電給它五個(gè)鋰離子,只有一個(gè)擴(kuò)散到石墨里面,那四個(gè)只有在表面沉積。在石墨表面沉積的鋰離,會(huì)造成鋰電池不可逆的失效。所以,如果非要在低溫下充電,只有一個(gè)做法,把電流降小。我們做了一下-10度充電,大概只能用0.2C,如果用0.5C都有問題。這個(gè)紅線就是0.5C充電的數(shù)據(jù),衰減得非???。到-20度影響更大了,充電電流只有0.02C,幾個(gè)循環(huán)就衰減得很快。0.02C充電是安全的,但是這個(gè)什么概念呢?-20度下把鋰電池充足電需要50個(gè)小時(shí),這在應(yīng)用中是不可接受的。低溫充電的解決途徑,只有從負(fù)極材料和電解液方面改進(jìn),很可惜今天沒有一個(gè)很好的答案給大家,希望下次開會(huì)時(shí)有一個(gè)滿意的答案給大家怎么去改進(jìn)。
我也邀請同行共同研究這個(gè)問題,這個(gè)問題不解決,鋰電在戶外的使用會(huì)受到很大影響。