霍克锂电池快充电、长寿命、高安全动力锂电池应用情况介绍
霍克锂电池快充电、长寿命、高安全动力锂电池应用情况介绍
5月22日，“2018第一届新能源汽车及动力电池(CIBF深圳)国际交流会”在深圳会展中心举行。微宏动力系统(湖州)有限公司售前技术总监马兹林在“商业模式专场——辨·商业模式的创新与应用”主题论坛上发表演讲。以下是演讲内容:
微宏动力系统(湖州)有限公司售前技术总监马兹林:
各位同仁上午好!我是马兹林，来自微宏动力。我们微宏动力在湖州，太湖边上很漂亮的城市。今天介绍一下微宏动力十几年来快充电池的应有情况。能源危机和环保要求日趋严格，西方各国以及印度等发展中国家制定了不同的政策，我们国家2009年开始，将近四轮的财政补贴政策助力，十年来我们国家新能源汽车得到了很大的进展。2017年新能源汽车总销量是77.7万辆，同比增长53.3%，其中乘用车是57.8万辆，增长的趋势非常明显。总体趋势客车逐渐趋稳，去年有细微下降，物流车也是增长比较明显。到2020年有望达到200万辆的新能源汽车销量目标，基本符合我们2025年的战略规划。
2017年电池出货量44.5GWh，同比增长44.5%。虽然电池销量增加，价格也在随着技术的进步逐步趋向于市场化应用。
目前我们国内在电池这块主要的应用模式大概三种：一是快充;二是慢充;三是快换。电池的配比，快换站的建设，投资复杂性相对较高，它的应用相对比较少，像北汽应用快换比较多。现在依然还是以慢充为主的市场，慢充单车的载机量较大，满足一天的续航里程，乘用车也是同样的道理。同时能利用夜间的低谷电力充电，有利于能源利用的优化，相对成本比较低。
应用快充电池有很多的不足，慢充电池充电时间长，目前基本上在三到五个小时，车辆的运营效率比较低，充电时间长会占用较多的充电场站，目前在大中型城市，现在很难有合适的土地建大型的充电站，充电站的利用率相对是比较低的。
现在总的能量密度基本上趋同，国家政策的引导和技术的进步，慢充电池配电量多，电池的能量密度差不多的情况下，重量相对比较重，比如说10米以上的电动大巴，要满足每天200公里，整个电池的重量趋近于两吨左右，对整车的能耗影响是比较大的。对电池安全也是一样，载机量多了，电池安全也是很重要的点。
微宏动力在这十几年来一直致力于快充电池的发展，到现在为止取得很大的进展，快充充满电量是10—15分钟，可以极大提高车辆运行的效率，可以采用单边建桩的方式，解决线路充电运营的问题，快充倍率高寿命满足不了需求，后面会对整车的寿命有非常大的影响。
到后期，我们的优势寿命长，可以通过增加充电次数保证当天运营里程不衰减。刚刚讲到能耗的问题，快充电池周转的效率比较快，相对电量可以配得比较低一些，慢充要配到2500、3000，快充可以配到150，单次可以跑100到120公里，每天两次充电。重量相对慢充低两吨，低0.1度电每公里，有利于整车能耗的降低。
微宏动力致力于高安全电池的研发，我们研究不可燃的电解液技术，解决电池安全的问题。充电时间短，我们相对于传统车的运营效率相当。
接下来介绍一下快充电池的技术特点，从2008年微宏动力成立以来就是快充电、长寿命、高安全的锂离子动力电池研发目标，充电和加油一样方便，里程焦虑不再是困扰电动车发展的瓶颈。像公交车一般要求八年的寿命设计，出租车5年60万，这样二手车流转才能成为可能。安全是我们一直以来最关注的，电池安全是电动车安全的核心，最近特斯拉出了很多事情，安全一直是我们研究的重中之重。
这十几年我们一直在快充电、长寿命、高安全的基础上，不断提高电池的能量密度，到现在为止，我们最高的快充电池达到230Wh/Kg。
这是我们这些年来研究的主要成果，微宏动力是从材料到电芯、系统垂直整合的企业。碳酸锂最难的问题是胀气的问题，陈总刚才也解决了胀气的问题，微宏动力通过抑制充放电解液整体的反应抑制胀气，我们对材料做了改进，可以看到X射线的图谱，材料特性做了变更。
微宏动力的隔膜技术，微宏动力的隔膜沿袭前身，稳定性相当好，这样能极大增加锂离子的迁移通道。
我们对负极材料做了统计，叫多孔复合碳的技术，通过这个处理以后，和传统石墨比较增加了20倍以上，极大提高锂离子迁移的通道，保证快充电和长寿命。
这是我们2009年以来到现在推出了四代产品，第一代产品是我们碳酸锂电池，碳酸锂电池是具备六倍率持续充电的能力，十分钟能充满，能充放2万次。这是我们在2011年在重庆第一次投的，现在超过7年的运营时间。
第二代是2013年推出的多元复合锂电池，它的寿命长达1万次以上，具备15分钟快速充电，4C持续充电能力。到目前为止，2014年推向市场，全国有70%，大概1.3万多台用第二代多元复合锂电池。
第三代能量密度170Wh/Kg，系统密度115，我们依然保持3C倍率持续快充能力，寿命循环7000次，保证客车八年的寿命设计。
接下来是2018年新推出的高能量密度的快充电池，能量密度达到220Wh/Kg，倍率目前是达到2C的倍率，实际应用的时候，在20分钟左右充满，超长的循环寿命也能保证八年全生命周期的应用，随着能量密度的提高，成本趋向于市场化的应用。
电芯研究的同时，我们在PACK方面也做了很多的研究，今年我们推出了新一代的标准商用车的箱体，重量相对来说比传统轻30%，箱体加上上盖的重量大概在16到17公斤，在高能量密度的同时，我们采用先进的液冷技术，通过冷板进行热量交换。去年投放了将近6000台车，也是采用液冷循环的技术，温度控制大概在45度以下，完全适应去年夏天到冬天的运营。
系统电池包的能量密度在135Wh/Kg以上，安全方面除了刚才讲的电芯的安全设计以外，系统方面我们内置硅油，外置MSD，具备一定的延缓作用。我们通过移动开关保证整个系统的安全。
下面介绍一下我们快充电池自2011年以来的应用情况，我们首条的快充电池的运营路线是在重庆，2011年投了6台，2012年增加25台，在重庆进行示范运行。截至今年三月份，全球2.1万台套快充电池，充电在2C到5C之间，这是实际运行的数据，到目前为止已经超过19亿公里，遍布全球13个国家，150多个城市，电池本身引起的安全事故还没有发生过。
这是全球主要运营的地点，除了国内，我们在海外的应用欧洲本土、英国、东南亚等国家和地区，欧洲超过1300多台，东南亚和亚洲大概有200多台的纯电动和混合动力的应用。
国内目前主要的客车厂都有合作，75家公交客户，56家整车厂。我们除了客车领域，矿车、储能、港口也有很多的应用，我们的快充特别适合强负荷的工矿，像港口、矿山24小时连续运营的工况。
2011年在重庆投入第一条快充线，重庆是负荷比较大，经过严格的运营，我们非常有信心，在不同的应用领域也算是国内电池跑得最久的案例。
相对快充而言，慢充单车载机量比较多，但是总的来说也是有限的，对于超长里程来讲也是受限的。湖州康达公交，单天运营长达450公里，至少要配600度电以上，国内很少配这么大装电量的车辆。2016年康达公交选择我们的快充电池，匹配150多度电的多元复合锂，单趟150公里，繁忙的时候两趟一充，不忙的时候单趟一充，每天充电次数在四到五次。到目前为止运行超过了566万公里，单车运营超过了18万公里，两年左右的数据。非常适合快充的应用场合。
我们在欧洲的电芯应用工况，2014年我们在伦敦投放的1000多台红色双层巴士，算是伦敦的名片，早期应用美国电池，他的电池是300千瓦的电机，他发现电池不行，2013年找我们的电池测试，测了一年的时间，工况测了1万次衰减10%，2014年开始批量配套，大概每年300多台，2016年匹配了1000多台，最长的运营将近4年的时间，现在还在持续稳定的运营。
另外一个案例是在欧洲最大的纯电动定单，100台18米的纯电动，装载169度电，有一个比较特殊的是，他采用极电充的模式，今年2月份开始投入运营，每天运营大概300公里，这也是非常有代表意义的。
除了主要的客车板块，我们在叉车等领域也有比较多的应用，目前和宁德时代CATL的合作大概20分的充电保证6到8小时的应用，我们在这个地方设置了一下，充电串并结构改一下可以达到快充的应用，今年我们陆续投了200台左右。
最后简单介绍一下微宏动力，我们公司来自于美丽的湖州，我们公司成立于2006年12月，前身是做水处理的公司，主要专注隔膜方面，我们公司从正负极材料到隔膜、电解液，算是垂直整合的团队，主要是快充的系统和应用。到目前为止，专职研发600人，博士学位25人;在中国、美国、德国分别设置材料、电芯和系统研发中心，德国是工程中心，主要致力于欧洲本土化的PACK设计;在国内拥有300多项专利，涵盖材料、电芯、PACK。我们公司去年底产能4GWh，2020年总产能扩大到15GWh。欢迎各位到湖州参观指导、洽谈合作，谢谢大家。
