比可国际（天津）有限公司的总经理毛焕宇(腾讯科技摄)
【主持人】下一位报告人是毛焕宇博士1999年被国务院授予外国专家在中国的最高荣誉奖“友谊奖”，01年获中华人民共和国国际科学技术合作奖，04年10月任深圳市比克电池有限公司副总裁，负责电池自动生产线的建设，并带来了一系列的先进管理理念，为公司体产及量次赴美成功融资作出了巨大的贡献，09年1月任比可国际（天津）有限公司的总经理，毛博士今天的演讲题目是《动力电池对锂离子电池的新挑战》。
【毛焕宇】今天我要讲的是锂离子电池在车用上面的挑战，这是一个全新的领域，我们以前的锂离子电池不管是日本的也好还是韩国的也好、还是中国的也好，都是在电子器件上面的使用，比如像手机、笔记本电脑方面，现在我们要从单个电池的手机使用到几个电池的使用，几个电池是笔记本电脑的使用，到几十个使用是电动自动车的使用，到几百个车用电池的使用，这里面有很大的挑战。今天我大致把我能理解的一些挑战跟大家分享一下。
首先EV跟HEV在全国有巨大的市场潜力，现在我们国务院已经通过的《十城千辆》的计划，现在十城不够了，现在扩展到十四个城市了，每个城市都争相要上电动车，这个需求是巨大的。
挑战有哪一些呢？我认为有三个主要的挑战，一个是设计跟他的安全，以及包括他的热方面的处理。第二个是一致性的问题，这可能是我们一个最大的平静问题。第三个是制造的成熟度，我们能不能大量地制造出来在很低的成本下制造出来，这始终是没有任何人能够回答这个问题，直到今天此时此刻为止也没有。
我们来探讨一下有些什么方面。首先在安全方面前面已经说了很多了，今天上午全部都了一些安全，这里我就我们做的ARC实验证明这是磷酸铁锂的ARC曲线，这是整个电池做的26650的整电池做的ARC，总的来看磷酸铁锂最高温度大约到200度而已，然后它就不再放热了，而且放热也比较和缓，所以我认为在今后的车用的锂离子电池里面，磷酸铁锂应该是一个很好的选择。
在电池的形状上有些人说是要圆的、有些是方的，有些人说是聚合物，我把聚合物并到方的一起来看。我这里有一个比较，同样体积的量块电池都是113CC的体积，我们从热的面积来看看哪一个比较有优势。我们可以看到这一个方形的它的表面积是175平方厘米，而圆柱形同样的面积体积是138平方厘米。从这里我们可以看到，方形应该比较有优势，散热比较好，而且厚度可以做得更薄散热会更加好。是不是圆柱就没有优势了呢？我们再来看一看，这个（PPT）实际上是丰田普锐斯里面的电池安排，它的散热的途径是这样的，如果我们把它做成圆柱形的话，这个散热的途径就比较大，所以比克公司决定怎么做呢？当然我们是自己的选择仅供参考。我们在10安时以下用圆柱，因为圆柱有生产一致性比较好、比较容易生产的优势，主要是一致性。大于10安时的我们还是用方形或者是聚合物。
我们在制作圆柱或者是卷绕式方形的时候我们优化了极耳的数量，我们发现极耳的数量并不是越多越好，到一定的程度，这曲线纵坐标是电阻内阻，横坐标是极耳的个数。当我们看到极耳的个数从一个变到两个时候有巨大的影响，两个到三个、四个到五个以后没有什么巨大影响了，这是我们用计算机模拟和检测得来的结果，我们的极耳到一定的程度就不需要那么多了，这样也可以节省成本了。还有车用电池跟手机笔记本最大的差别是要散热，刚才我说了圆和方的散热问题，为什么这个散热跟汽车散热有什么不一样？这是一个车的引擎图，这是汽油的引擎，进水35度，出水55度，这种做法已经延续了一百多年了，一点问题都没有。但是在电池里面我们也这么做就会出问题，如果那一面是35度，我们还是35度进来，这个地方比较量块，出去55度这个地方比较热，时间一长热的那一部分的电池寿命会大大缩短，两块的电池寿命还是很长，整个寿命就会下降了，这种散热方式在电池里面是不允许的。我们希望有一个平行的散热，进来35度，出去也大概是35度左右，这个当然是不可能，现在我们的客户要求我们最多不能超过3度，整个电池块做大了温差不能超过3度，这也是一个很大的挑战。
下面的挑战是什么呢？这是美国国家新能源实验室做的一个比较，比较铅酸、镍氢跟锂离子电池在PHEV上的使用，这些绿色的都是比这些要好的，这个红的就是它的低温性能锂离子电池不如那两个好，但是这个已经不是事实，A123做的电池的低温性能非常好，这个可以解决。唯独不太好解决的一个是电池的电池，一个是生产的成熟度，这两个问题是确确实实存在也不好解决。成熟度是产品的一致性，这个生产越是成熟的话一致性就越好。成本涉及到一个什么问题呢？涉及到一个非常严重的问题，我觉得成本买材料不是问题，我们人工也不是问题，设备也不是问题，最恼火的就是成品率上不去是一个大问题，成品率上不去百分之几十地扔掉了，其他的成本都是很少的一部分。
我们来讨论一下这个一致性的问题，如果我们有两个电池把它串联起来，它原始的条件是同样的容量、同样的电压和不同的电速率，电的速度不一样，什么都一样，我们要怎么知道呢？要放很长的时间才知道，放到一定的时间再去做那个置换电的速率还是查不到，这是一个最难做的东西，很难彻底解决掉。开始放的时候放到3V，充到4.2V，假设是一个三元体系。有一个A电池置换电速率跟另外一个有一点不一样，相当于这个电池内部有一个小电阻在放电，虽然这个电很小，但是它是一天24小时、一周7天时时刻刻都在放，时间长了以后就使这两个电池的容量不一样了，就有可能不一样了，一个多一些一个少一些。我们再继续地充电放电，这个没有放广，那个过放了。充的时候那个没有充满，这个已经过充了。所以说，像这种情况就是一个电速率真正影响整个电池，时间长了一个电池会坏掉，一个没事，这会引起不一致，哪怕是初始条件一致，到那时候就不一致了。我们电池放在车上用一开口就是用十年、十五年，这个要求是非常非常高的。
这是一个挑战，我们要怎么做呢？质量控制，我们要控制得非常好，第二是通过一些电路的方式来解决，这个电路是它不够的时候我加一点进去，多的放掉一点，这个可以解决。如果我们说是并联起来会怎么样呢？假设把它并联起来，我们做了一个实验，这是我们的实验数据，两个电池一个A一个B，检测这两个电池的电流，这是一个负载，同样的是同样的容量和同样的电压，就是I1内阻有一点压力，我们这看看这两个电池并联完了以后会出现什么问题，这是我们实验室的实验数据，非常有意思的是这个内阻稍微低一点的并联出来就放电，那一组低一点的一开始电压就比较大，I1在这里，这个内阻高一点的开始电压就小，保持电压始终是一致的，因为它是并联，所以电压始终是一样的，走着就变了，原来电流大的变小了，原来电流小的变大了，最后的结果是把全部放光了。结果是什么呢？对于我们电池的寿命影响来说，这一个电池它的温度升到了78多度，下面这个电池才70度，这一个循环就差了8度，这是我们实验室的数据。长此以往的话，上面的那个肯定时间不长就要坏掉了，不要说10年、15年，可能1、2年就开始坏掉了。这个情况我们认为没有什么电路能够来解决，没有平衡电路能够帮助到的，所以这是一个很大的问题。
有人会说了“我们把电池做大一点，也不并联，那不挺好吗？”我们来看看做大了会有什么问题。这是叠片是电池为例，这个红色的是正极，蓝色的是负极，从这个端面来看它是这样的，我再把它扩大一点来看，加一些细节在里面，我们可以发现这个东西也不是那么一致的，你看这是一个电池C1，是这个的负极面对这面的正极，C2是这边的
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