中國儲能網(wǎng)訊：2017年4月24-26日，第七屆中國國際儲能大會在蘇州香格里拉大酒店圓滿召開，來自中、美、英、德、澳、日、韓等國家的1400余位嘉賓到場參會。大會共邀請140余位行業(yè)專家與企業(yè)代表，圍繞產(chǎn)業(yè)熱點話題，發(fā)表了一系列精彩演講，中國儲能網(wǎng)將向讀者傳遞本次大會最具價值的聲音。
大會期間，寧德時代新能源科技股份有限公司總裁王威，在“通信儲能專場”，以《新型儲能鋰電池及通信行業(yè)儲能應(yīng)用方案》為題發(fā)表演講，現(xiàn)將演講主要內(nèi)容發(fā)布，以饗讀者。
王威：大家下午好！首先介紹一下我們公司，寧德時代新能源是2011年成立的，去年我們的鋰電池產(chǎn)值是6.8個GWH現(xiàn)在排在全球第三，第一是比亞迪，第二是日本的松下，第三就是我們，產(chǎn)值大概有150億。第二個是我們公司的情況，大概在專職研發(fā)人員有1000多人，包括博士有150多人，海歸20多人。我們投資了4億建設(shè)檢測中心，應(yīng)該是國內(nèi)最好的之一。我們鋰電的專利超過了1700家，這是我們目前給汽車行業(yè)的應(yīng)用，幾乎國內(nèi)主要的車廠我們都和他們達(dá)成了合作，國際上我們跟寶馬、大眾、尼桑和標(biāo)致達(dá)成了戰(zhàn)略合作，所以目前我們在汽車領(lǐng)域做的還是比較好。
第二個介紹一下我們的鋰電池儲能產(chǎn)品。這個就是鋰電池技術(shù)體系，所以以前我開玩笑說做鋰電池就跟下圍棋一樣易學(xué)難經(jīng)，做出來很容易做好是很難的。從納米級的量子仿真工藝、從納米級到米級，顆粒的表征、薄層、負(fù)荷材料的再從納米的充放電過程到系統(tǒng)熱防振設(shè)計到很多技術(shù)門類，所以說鋰電池要把它做好是非常困難的。我們現(xiàn)在產(chǎn)品戰(zhàn)略一個從材料的鋰電池研究到電池墊新的制作然后電池電箱到最后循環(huán)再利用，我們收購了國內(nèi)第二大的鋰電池企業(yè)，就是最后鋰電池可以完全回收。這是我們最新的產(chǎn)品，這是我們主要的產(chǎn)品，就是發(fā)電側(cè)、用電側(cè)和配電側(cè)。
我想講一下今天下午重點要報告的內(nèi)容就是新型儲能鋰電池，這是我們現(xiàn)在推出來的新型長壽命鋰電池，目前容量是120AH我們的功率密度是每公斤135個瓦時，使用溫度是負(fù)30度-55度，存儲溫度是負(fù)40度-60度，最主要的特征是壽命比較長，我們的設(shè)計壽命超過一萬次。這是鋰電池跟其他電池不同的地方，就是說在25度的環(huán)境下100%的DOD我們目前的壽命要超過一萬次，實際上我們的設(shè)計能夠達(dá)到16000次，這樣的我們可以大大的降低度電的成本。第二個是存儲壽命至少要超過15面，其實我們的設(shè)計壽命應(yīng)該是25年以上，技術(shù)上做了一些處理，一個是選擇特殊的石墨烯，第二個就是優(yōu)化表面處理、優(yōu)化負(fù)極配方、優(yōu)化正極的配方、電解液的配方改善磷酸鐵鋰的包裹效果，從技術(shù)上的改變來提高鋰電池的壽命。這是長壽命電池的充放電曲線。這是溫度特性，在負(fù)20度的情況下能放出83%的容量和71%的能量，所以在高溫性能和低溫性能都應(yīng)該還是不錯的。這個是剛才我說了我們的設(shè)計壽命超過了一萬次，這個東西大家會說會不會是在吹牛？這個就是我們鋰電池壽命預(yù)測的方法，從單體電芯的模型開始到單體電芯的壽命模型，參數(shù)的一致性、壽命模型，電芯壽命的一致性分布到熱模型然后再到電池箱或者電池包的模型，電芯的壽命分布我們有一整套的方法評估系統(tǒng)的壽命，這就是電池壽命預(yù)測的數(shù)學(xué)模型。一個是存儲壽命就是日歷壽命考慮到SED的生長到化學(xué)衰減還有衰減機(jī)制，意義就是說花較短的存儲時間測試整個生命周期存儲容量的衰減，能不能達(dá)到這么長的日歷壽命。第二個就是循環(huán)壽命，充放電的收縮到化學(xué)衰減充放電循環(huán)的時候衰減模型我們想通過用幾百次的充放電循環(huán)測試來預(yù)測整個生命周期的充放電循環(huán)容量衰減的情況。這是我們用預(yù)測數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)做的對比，這是我們在2011年生產(chǎn)的電芯取了900個然后來跟我們的預(yù)測壽命和實際壽命進(jìn)行一個對比，基本上就是我們預(yù)測的跟實際的匹配度還是比較好的。
第二個是我想說一下鋰電池安全可靠性，很多地方有很多誤解覺得鋰電池不安全，所以我想這塊也重點講一下。一個是我們鋰電池的安全可靠性設(shè)計，從機(jī)械設(shè)計、電芯設(shè)計、軟硬件體系仿真和測試驗證來支撐安全可靠性。這是我們系統(tǒng)可靠性設(shè)計，首先就是電芯的一致性就是制造電芯的一致性，第二個通過特有的風(fēng)阻這些技術(shù)來提高存儲的一致性。第三個通過熱仿真、結(jié)構(gòu)仿真、冗余設(shè)計來提高熱設(shè)計。第四個是汽車級的管理系統(tǒng)包括在線式的主動均衡再到智能化的電池監(jiān)控系統(tǒng)再到線上線下的測試印證，這就是可靠性設(shè)計的流程。我們可靠性設(shè)計的理念就是可靠性的浴盆曲線從早期的失效測定到軟件的BUG、硬件、工藝，第二個就是用戶使用過程中的追求最低的失效率。之后再到使用的晚期主要失效模型，通過這三個部分的分析和研究保證電池的長壽命和可靠性。這是我們自動化的生產(chǎn)線。這個鋰電池是遵循著汽車產(chǎn)品的開發(fā)流程，跟目前我們CATO的儲能電池和汽車電池實際上是同一款的電池，這是電池系統(tǒng)的安全性設(shè)計，我們覺得鋰電池的安全分成了幾個部分，一個就是機(jī)械安全，機(jī)械安全又分成幾個部分，振動、沖擊、跌落、針刺、擠壓就是造成電池破損的，這是機(jī)械安全。第二個就是電安全，外部短路、過充、過放。第三個就是熱安全，熱穩(wěn)定性的、熱沖擊，上面這幾個都是國家最新的31485要求所標(biāo)準(zhǔn)的，31485要求動力電池安全性的要求。我們公司自己加了兩項就是強(qiáng)制的失效試驗和熱擴(kuò)展試驗作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來保證鋰電池的安全性。
對電池安全性的有一個分級，第一級沒有影響，第二級被動保護(hù)激活，第三級是電池?fù)p壞，第四級是發(fā)生電池破損以后的泄露，但是泄露的質(zhì)量少于電解液質(zhì)量的50%。第五級是破裂，第六級是著火，第七級是爆炸。但是就是在鋰電池被濫用的情況下，不是正常情況下我們要求所有的電池產(chǎn)品的安全等級應(yīng)該是小于四級，這是我們國家31485或者以前的QCT743的標(biāo)準(zhǔn)下電池濫用測試的情況下能夠達(dá)到的安全等級，比如說過放電，那電芯達(dá)到2級模組也是達(dá)到2級，過充電芯達(dá)到2級模組也達(dá)到2級。短路、跌落、加熱、擠壓、針刺，最大針刺的情況下相當(dāng)于電池充滿電以后一組電池短路最多達(dá)到4級，剛才大家看到4級其實就是質(zhì)量發(fā)生漏氣并且質(zhì)量損失大于電解液的50%，但是不會破裂、熄火、爆炸，相當(dāng)于我們有一個安全閥把里面的壓力泄放出來，所以其實是電池在極端的濫用情況下鋰電池達(dá)到國家31485或者QCT743安全標(biāo)準(zhǔn)的動力電池，在濫用的情況下都是安全的。別的電池如果充滿電政府去接會發(fā)生什么情況？所以說鋰電池是很安全，這是磷酸鐵鋰的。這是測試的報告和現(xiàn)場的情況，短路、過充、擠壓這是現(xiàn)場的。擠壓電池就已經(jīng)擠的很破了這是我們達(dá)到的電池安全標(biāo)準(zhǔn)，之前各種認(rèn)證QCT743、31484、31485、31486。這是上次我們跟中國移動交流的時候提出來，說你這些所謂的安全性雖然都做到了萬一失效了怎么辦？這些安全措施萬一失效了怎么辦？這就是我們做的效果，就是在一個電池箱里面放了6組電池我們在其中一個電池里面把它故意加熱到熱失控狀態(tài)，當(dāng)熱失控之后最多電池是冒出這些白煙在11分鐘加熱失控以后冒出白煙之后煙氣消失，到120分鐘以后箱內(nèi)溫度降到常溫我們把它拆解開就發(fā)現(xiàn)第一是只有冒煙第二沒有看到明火，我們拿來破壞的電池壞了但是也沒有擴(kuò)散到其他的電線。電池在被濫用的情況下出現(xiàn)問題的時候也不過如此，肯定沒有火。現(xiàn)在動力電池是非常非常安全的，所以我也想借這個機(jī)會給大家做一個澄清，因為社會上各種各樣電池關(guān)于鋰電的傳言非常多。這是熱仿真設(shè)計和機(jī)械仿真設(shè)計，我們在做系統(tǒng)的時候都會進(jìn)行這樣的仿真。
這是我們在行業(yè)的應(yīng)用，我們提供的電箱循環(huán)壽命超過一萬次。這是我們可以用長壽命電池在電信行業(yè)應(yīng)用上面就是我說的可以做移峰添谷，以后的應(yīng)用都是后備電池?zé)o論是在基站還是ICT、數(shù)據(jù)中心、機(jī)房都是黑被電池。因為有了長壽命電池之后其實可以做在線式的利用峰谷價差來做，可以很快的實現(xiàn)投資的回收。最左邊是北京市的峰谷價差，北京市一天有兩個峰，那么峰谷價差了1.01元，如果跟尖峰比1.13元價差還是比較大的。鋰電和鉛酸電池的差別在哪里呢？就是我可以一天做多個循環(huán)，除了峰谷之外還可以峰平。像上海是一天有三個峰相當(dāng)于鋰電池一天可以充放電三次。如果大家算下來，這個東西也是合理的，一天三次一年加上維護(hù)就一千次，十年就一萬次。如果是15000次那是15年，其實鋰電池所謂的壽命15年它的意思是容量下降到了80%不是壽命的終結(jié)，還可以用，這是跟鉛酸電池不同的地方。這就是長壽命的鋰電池出來之后可以把以前我們在電信行業(yè)后備的應(yīng)用可以改為在線式的應(yīng)用。這是以前做的一個在基站電池充放電的工作模型，我就不講了反正就是峰的時候放電，谷的時候充電，其實調(diào)節(jié)起來非常簡單就是控制電源通過軟件時間控制端口電壓就實現(xiàn)電池的充放電。另外就是我們在長輩做的4MW和16兆瓦時的項目，這是2015年做的15兆瓦、18兆瓦時的在青海格爾木做的光儲項目，這是目前國內(nèi)最大的商業(yè)光儲應(yīng)用。這是美國做的調(diào)頻項目，3兆瓦1.4個兆瓦時，用集裝箱的方式做的調(diào)頻項目。這是在隧道做的光儲微網(wǎng)的項目，為了隧道的照明。這是集裝箱式的一體化充電站，就是把儲能和充電系統(tǒng)集中到一個集裝箱里面。謝謝大家。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
