潘險(xiǎn)鋒：儲(chǔ)能應(yīng)用中鋰離子電池安全問(wèn)題的討論

4月24-26日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的第九屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月24日下午的“綜合能源服務(wù)專場(chǎng)”，理士國(guó)際技術(shù)有限公司鋰電池研發(fā)部總經(jīng)理潘險(xiǎn)鋒在會(huì)上分享了主題報(bào)告《儲(chǔ)能應(yīng)用中鋰離子電池安全問(wèn)題的討論》，以下為演講實(shí)錄：

潘險(xiǎn)峰：各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，非常榮幸有這個(gè)機(jī)會(huì)受儲(chǔ)能大會(huì)的邀請(qǐng)代表理士國(guó)際來(lái)同大家交流一些事情。同時(shí)也向大家匯報(bào)一些我們理士在儲(chǔ)能應(yīng)用方面的構(gòu)想、未來(lái)的發(fā)展策略。今天這一下午聽了很多有關(guān)綜合能源服務(wù)的能源互聯(lián)網(wǎng)這方面的演講?，F(xiàn)在我就從另一個(gè)角度，來(lái)說(shuō)一下，綜合能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的主要及最重要的構(gòu)件，鋰離子電池以及鋰離子電池如何選用來(lái)確保能源互聯(lián)網(wǎng)安全正常的運(yùn)行。我覺得，大家在能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中不要忽視安全問(wèn)題。安全是最要的事情。安全是1，其他都是0。如果沒有安全的1，這一串阿拉伯?dāng)?shù)字都是0，那么我們做的事情就沒有任何意義。

今天我的演講主要從以下幾個(gè)方面向大家匯報(bào)一下：儲(chǔ)能應(yīng)用的現(xiàn)狀、理士國(guó)際在儲(chǔ)能應(yīng)用的探索以及對(duì)鋰離子電池在儲(chǔ)能應(yīng)用中安全問(wèn)題的一些思考和探討。最后介紹一下理士國(guó)際。

隨著全球的能源枯竭以及環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，全世界各地的政府及研究機(jī)關(guān)都把很大的精力投入到儲(chǔ)能這方面應(yīng)用上面來(lái)。比如在美國(guó)、在澳洲及在歐洲一些國(guó)家政府都在大力推廣儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的開展。儲(chǔ)能在中國(guó)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)基本上是2000-2010年在技術(shù)驗(yàn)證。2011-2015年是示范應(yīng)用階段。2016-2020年，我們預(yù)測(cè)，儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展會(huì)逐步從示范應(yīng)用過(guò)渡到商業(yè)化的初期。我剛才說(shuō)了，儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的方興未艾，吸引了大量的不同的參與者。目標(biāo)主要集中在電池技術(shù)和集成商業(yè)模式方面的應(yīng)用。

下面我就再介紹一下理士電池在儲(chǔ)能應(yīng)用方面的探索。首先是通信后備基站的應(yīng)用，我們?cè)诓煌那闆r下，比如說(shuō)市電不穩(wěn)、市電差、無(wú)市電的情況進(jìn)行不同的方案的設(shè)計(jì)。采用了不同的后備電源，比如說(shuō)4850、48100后備電源等。在大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用我們也做了一些工作。我們選用了不同的構(gòu)件，如儲(chǔ)能電池、逆變器、EMS，來(lái)實(shí)現(xiàn)大型儲(chǔ)能的應(yīng)用。我們?cè)谇嗪Ｒ恍┑貐^(qū)開展了光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目。我們也進(jìn)行了工業(yè)削峰填谷的儲(chǔ)能應(yīng)用。當(dāng)然我們還做了一些大型儲(chǔ)能項(xiàng)目。目前為止，這些應(yīng)用中儲(chǔ)能電池有一些用的是鉛酸電池，有一些是用的鋰離子電池。我們認(rèn)為，為了順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)，順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的大趨勢(shì)，順應(yīng)社會(huì)發(fā)展變化的大趨勢(shì)，我們今后對(duì)鋰離子電池在儲(chǔ)能方面的應(yīng)用要加大各方面的力度，積極推進(jìn)這方面的工作。

前面我所講的不是我今天演講的重點(diǎn)，我重點(diǎn)要跟大家討論的是儲(chǔ)能應(yīng)用中鋰離子電池應(yīng)用和安全問(wèn)題。當(dāng)然這些問(wèn)題有的爭(zhēng)論性很大，有的問(wèn)題很尖銳。但是我希望我今天說(shuō)出一些觀點(diǎn)，說(shuō)出我們的想法，能起到拋磚引玉的作用。使大家對(duì)儲(chǔ)能應(yīng)用的安全問(wèn)題更加重視。這個(gè)圖大概是一個(gè)鋰離子電池在所有領(lǐng)域方面的應(yīng)用。其實(shí)按照能源互聯(lián)網(wǎng)來(lái)劃分，這都是儲(chǔ)能應(yīng)用，各種電動(dòng)汽車電池、通訊基站的后備電源，再生能源電網(wǎng)儲(chǔ)能，大的方面都叫儲(chǔ)能。但是今天我為了更好地說(shuō)明問(wèn)題，我把這些應(yīng)用分得更細(xì)一些。一個(gè)是動(dòng)力鋰離子電池的應(yīng)用，包括低速車、物流車、乘用車及電動(dòng)大巴的應(yīng)用，另外一個(gè)方面就是下面我們重點(diǎn)討論的儲(chǔ)能應(yīng)用。在儲(chǔ)能方面的應(yīng)用中，我的第一個(gè)問(wèn)題，電池的選擇是磷酸鐵鋰還是三元？國(guó)內(nèi)目前是不允許三元材料用在儲(chǔ)能中的。那么的三元材料能不能用在這一塊領(lǐng)域當(dāng)中呢？

下面主要進(jìn)行一下磷酸鐵鋰材料和三元材料主要性能的比較。大家知道，用在儲(chǔ)能方面的電池要求長(zhǎng)壽命、高安全性以及低成本。磷酸鐵鋰能量密度雖然比較低。但是它的高溫性能好，最重要的是熱穩(wěn)定性好也就是安全性能好，壽命比較長(zhǎng)，而且目前相對(duì)來(lái)說(shuō)它的成本比三元低。從三元材料來(lái)講，它的克容量高，放電平臺(tái)高，也就是說(shuō)能量密度高。它的低溫性能較好，高溫性能一般，熱穩(wěn)定性一般，安全性能也一般。從整體來(lái)看，從儲(chǔ)能要求的高安全性、長(zhǎng)壽命，成本低來(lái)看，磷酸鐵鋰確實(shí)是儲(chǔ)能方面最佳的材料選擇。但是，我覺得三元的高能量密度，比較好的低溫性能，我覺得三元材料在未來(lái)也不一定非得排除在中國(guó)的儲(chǔ)能領(lǐng)域方面的應(yīng)用。隨著三元材料一些性能指標(biāo)逐漸提高并趕上磷酸鐵鋰。三元材料在不久的將來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)在中國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)。這個(gè)問(wèn)題，希望大家回去可以思考思考。我只是說(shuō)說(shuō)我個(gè)人的觀點(diǎn)。

在儲(chǔ)能方面的應(yīng)用中，我的另一個(gè)問(wèn)題是哪一種電池更適合儲(chǔ)能。目前主要有這么幾種電池，方型鋁殼、方型塑殼、軟包、圓柱形如18650。我們知道儲(chǔ)能需要高安全性能、高循環(huán)壽命、較低的成本。從這幾個(gè)電池的整體性能比較來(lái)看，方型鋁殼、方型塑殼及圓柱形電池都是富液電池，軟包是貧液電池。我覺得方型鋁殼電池尤其它的長(zhǎng)壽命是最合適作為儲(chǔ)能電池的。雖然軟包的性能也非常好，但我覺得在儲(chǔ)能這一塊小范圍來(lái)講，他并不是用在儲(chǔ)能上好的選擇。從是否適合儲(chǔ)能方面應(yīng)用來(lái)講我覺得方型鋁殼、方型塑殼、圓柱和軟包的是概率是越來(lái)越小的。但是從另一個(gè)角度來(lái)講，作為動(dòng)力汽車方面，軟包裝是最適合的。因?yàn)樗娜嵝蕴貏e好，無(wú)論是倒著放、正著放還是平著放，對(duì)它的性能都不會(huì)有很大的影響。但是富液電池不是這么一回事。它的應(yīng)用是有方向性的，立著放、平著放性能發(fā)揮是完全不一樣的。這個(gè)選擇的應(yīng)用次序，只是我的個(gè)人觀點(diǎn)。

最后一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題是最尖銳最難確定的一個(gè)問(wèn)題，就是電池的梯度使用問(wèn)題。其實(shí)，很多國(guó)家為了更好使用能源，為了更好利用鋰離子電池資源，多年前很多公司或者國(guó)家政府都提倡梯次電池的使用。也就是從電動(dòng)汽車到大型儲(chǔ)能到通信后備電源。目前這種趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)了。先是動(dòng)力汽車的使用，然后是大型儲(chǔ)能再到通信基站儲(chǔ)能。實(shí)際來(lái)講，這三種應(yīng)用對(duì)電池性能要求是越來(lái)越低的。但是我們認(rèn)為，電池的應(yīng)用中循環(huán)壽命的設(shè)定，一個(gè)依據(jù)是低于循環(huán)壽命以后，電池的性能可能不能滿足客戶應(yīng)用的需求。另外一個(gè)更重要的原因是在電池達(dá)到循環(huán)壽命后，電池已經(jīng)處于很差的狀態(tài)。在性能的衰減上已經(jīng)出現(xiàn)拐點(diǎn)。也就是說(shuō)，很多人認(rèn)為電池的循環(huán)壽命是四千次，梯次運(yùn)用時(shí)至少可以達(dá)到三千次，但情況并不是這樣。它的性能可能會(huì)是數(shù)量級(jí)的往下走的。它的性能降低了，安全性能必然會(huì)降低。前面講的是電芯。從電池包來(lái)講，有兩種情況，一是，電池包性能達(dá)到壽命是由于某只電芯出現(xiàn)問(wèn)題，也就是說(shuō)的木桶效應(yīng)。這種情況下，多數(shù)電芯還是好的。這樣的電芯通過(guò)重新分選配組后在進(jìn)行梯次使用還是可行的。但當(dāng)電池包的失效是由于整體電芯出現(xiàn)問(wèn)題，大多數(shù)已達(dá)到循環(huán)壽命。那么梯次使用就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

另一個(gè)方面，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，從電池的拆分，打磨到重新分選配組需要很多費(fèi)用。那么，有可能會(huì)出現(xiàn)所使用的梯次電池所需要的成本要高于新電池。

因此我覺得對(duì)于梯度電池使用，還是要非常慎重。這也是我個(gè)人的觀點(diǎn)。

下面簡(jiǎn)單介紹一下理士電池的發(fā)展歷程。理士電池1999年建立，到目前為止已經(jīng)有很多生產(chǎn)基地。目前有十座工廠，包括印度、斯里蘭卡、馬來(lái)西亞、肇慶、江蘇、安徽。我們近幾年的銷售額2018年是95.4億。我們希望從今年開始通過(guò)大力發(fā)展鋰離子電池產(chǎn)業(yè)，來(lái)提高我們的整個(gè)銷售額。我希望從2019年開始鋰離子電池能夠在理士電池的銷售額中占越來(lái)越大的比例。再簡(jiǎn)單介紹一下現(xiàn)在在安徽建的一個(gè)新的鋰離子電池產(chǎn)線，總投資12個(gè)億，一共4GWH，占地面積220畝。我們?nèi)龡潖S房，三棟原材料庫(kù)等等。謝謝各位的聆聽！