3月19日微宏在北京水立方舉辦了“More Than Safe｜微宏不燃燒電池技術(shù)發(fā)布會(huì)“。在本次發(fā)布會(huì)上，微宏公司首席執(zhí)行官吳揚(yáng)先生、首席技術(shù)官李翔先生、研發(fā)副總裁劉文娟博士、研發(fā)副總裁鄭卓群博士、研發(fā)副總裁仝志明博士上臺(tái)講解，重磅發(fā)布不燃燒電池技術(shù)。由于本次發(fā)布會(huì)上干貨較多并且都具有極高的技術(shù)含量，因此小編把發(fā)布會(huì)簡單的整理了一下，分享給大家。

主持人

微宏動(dòng)力“More Than Safe｜微宏不燃燒電池技術(shù)”發(fā)布會(huì)現(xiàn)在正式開始！首先讓我們有請微宏公司首席執(zhí)行官-吳揚(yáng)先生！

吳揚(yáng)

大家晚上好，非常感謝大家利用周末來參加我們的技術(shù)發(fā)布會(huì)，大家都知道一個(gè)星期都非常忙，周末是最寶貴的時(shí)間。所以，非常非常衷心的感謝大家。

我先介紹一下我自己，我自己從24歲開始進(jìn)入商業(yè)生涯，28歲開始我的第一個(gè)科技公司，這是我的第6個(gè)科技公司，這些科技公司到現(xiàn)在為止還沒有失敗的。我所有的科技公司的成功經(jīng)驗(yàn)跟大家分享一下，首先我們要在研發(fā)的過程中不斷的抓住成本，要告訴研發(fā)人員研發(fā)的不是產(chǎn)品，是商品，商品是要賺錢的，產(chǎn)品是不計(jì)成本的。所以，這是一個(gè)非常重要的研發(fā)主題。另外一個(gè)就是鼓勵(lì)研發(fā)人員不停地犯錯(cuò)誤，要鼓勵(lì)他們不停地犯錯(cuò)誤，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止，你的研究成果就出來了。這就是我6個(gè)在不同產(chǎn)業(yè)成功科技公司的經(jīng)驗(yàn)，跟大家分享。

這團(tuán)火代表什么呢？這團(tuán)火就是目前電動(dòng)車行業(yè)的一個(gè)縮影，電動(dòng)車這個(gè)產(chǎn)業(yè)全球現(xiàn)在都非常火。再有就是電動(dòng)車的安全，著火，讓大家都很惱火。所以，現(xiàn)在不管是哪里的電動(dòng)車在運(yùn)行，一旦發(fā)生了燃燒的事故，每家公司的老板腦袋里出現(xiàn)的第一個(gè)問題：是不是我的車？如果不是我的車，馬上就歇一口氣了。這是我真實(shí)的感覺，我相信每一個(gè)搞電動(dòng)車動(dòng)力電池的企業(yè)都深有同感。

火代表什么？火代表能量。所有有能量的東西都是危險(xiǎn)的，越是能量高的東西越是危險(xiǎn)。原子彈能量密度最高，它是最危險(xiǎn)的。所以，火真的可怕嗎？如果我們能夠駕馭它，能夠利用它，它就會(huì)為我們服務(wù)。

2008年，我還記得在我開一個(gè)研發(fā)會(huì)的時(shí)候，那個(gè)時(shí)候我們什么都不懂，我們對電池理解也非常淺，我們公司和其他電池企業(yè)最大的差別就在于我們前身不是搞電池的，我們所有的研究人員沒有一個(gè)人懂得電池。為什么？因?yàn)槲也幌胝衅改切┯须姵亟?jīng)驗(yàn)的人來開發(fā)新的電池，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)會(huì)把創(chuàng)造槍斃掉，經(jīng)驗(yàn)是過去的東西，它不是創(chuàng)新，創(chuàng)新要有一幫沒有經(jīng)驗(yàn)的人來做。這一點(diǎn)我覺得非常重要。當(dāng)時(shí)我們因?yàn)椴欢覀冞B研發(fā)的方向都提不出來，怎么辦？我們就去研究消費(fèi)者的行為，我們研究的產(chǎn)品是要賣給消費(fèi)者，消費(fèi)者需要什么那你就去研究什么，那就是我們的研發(fā)目標(biāo)。

首先，我們老百姓為什么要買車？這是一個(gè)基本目標(biāo)，就是讓自己想走就走，跑得非常快。機(jī)動(dòng)性的形成倒推過來就需要電池有快充能力，如果電動(dòng)車不能快充，那汽車的機(jī)動(dòng)性就沒有了。所以，快速充電這是汽車的屬性的一個(gè)基本保障，它一定要可以像目前加油一樣非常快的把能源裝在車上，可以讓車跑起來。

第二個(gè)要開發(fā)的目標(biāo)就是電池的壽命要非常的長，要多長呢？要滿足汽車的同步壽命。大家都知道設(shè)計(jì)一部汽車的時(shí)候它的基本原則就是主零件同步壽命設(shè)計(jì)，這是汽車設(shè)計(jì)工程里的一個(gè)基本原則，一個(gè)占百分之四五十成本的部件如果它不能跟整車壽命同步，那意味著什么？意味著這個(gè)車使用的成本太高了，還有一個(gè)更重大的問題就是二手車怎么流轉(zhuǎn)？當(dāng)汽車開了幾年以后，電池已經(jīng)廢掉，你的車還在轉(zhuǎn)，那個(gè)時(shí)候你想轉(zhuǎn)讓你的車你怎么轉(zhuǎn)？你買特斯拉的車開了五年以后電池不行了你怎么轉(zhuǎn)？你換一塊新電池？那塊電池比你賣車的錢可能還多。所以，這個(gè)問題是必須要解決的問題。

第三個(gè)問題，今天我們要發(fā)布的技術(shù)，這是我們攻克的最后一個(gè)難關(guān)，鋰電池非常非常不安全，大家都知道鋰電池稍微大一點(diǎn)飛機(jī)就帶不上去，所以，我們要把鋰電池做到不燃燒，我們經(jīng)過八年努力，我們今天可以很高興的告訴大家我們做到了，并且還沒有丟失其他的性能。

大家看到這棵大樹它非常健康，它為什么非常健康？因?yàn)樗母浅７浅５慕Y(jié)實(shí)發(fā)達(dá)，我們把整個(gè)電動(dòng)車的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)如果比喻成這棵大樹的話，那10分鐘快速充電、長壽命、不燃燒就是它的根，沒有一個(gè)好的根，能量密度只能是樹葉，它的樹葉會(huì)掉的，再高的能量密度如果這三個(gè)達(dá)不到，那這個(gè)產(chǎn)業(yè)照樣做不起來。

基于這三個(gè)基本的要求，我們首先研發(fā)了我們長壽命，快速充電，因?yàn)椴蝗紵@個(gè)難題太難了，我們才剛剛完成我們一些關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，之前，快速充電和長壽命我們已經(jīng)在全球，在歐洲4個(gè)國家，中國27個(gè)省市裝載了一萬多輛公交車和商用車，這些車總運(yùn)行6.2億公里。至今為止沒有任何一個(gè)因?yàn)殡姵匾鸬倪\(yùn)行安全事故，這是事實(shí)。

電動(dòng)汽車?yán)镉袃蓚€(gè)最不安全的因素，一個(gè)是高壓直流電，高壓直流電非常不安全，電壓最高到六七百伏，電流可以到幾百安培，這種電流電到人用不了一秒就可以把人燒焦。但是高壓直流電不是一個(gè)科學(xué)問題，它是一個(gè)工程問題，這些技術(shù)目前我們已經(jīng)全部具備，整個(gè)設(shè)備全部具備，現(xiàn)在需要的是國家要組織人出臺(tái)電動(dòng)汽車電氣系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，讓整個(gè)產(chǎn)業(yè)在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)作，這樣的話我們就會(huì)買到合格的零部件。這里面最可怕的還是鋰電池的安全，因?yàn)殇囯姵氐陌踩豢深A(yù)測。當(dāng)安全不可預(yù)測的情況下怎么辦？難道買保險(xiǎn)嗎？你可以買財(cái)產(chǎn)險(xiǎn)，但是生命險(xiǎn)怎么買？

鋰電池是自帶火柴的油箱，這個(gè)比喻非常形象，我們的汽車上都有油箱，燃燒的熱值也差不多，它為什么看起來安全多了？就是因?yàn)闆]有用火點(diǎn)它，電池里因?yàn)閮?nèi)短路，自帶火柴，這個(gè)火柴還不知道什么時(shí)候會(huì)點(diǎn)，所以，非常非常的危險(xiǎn)。

談到電池的不安全因素的時(shí)候我想請我們公司管安全方面的專家劉文娟博士跟大家介紹電池不安全的機(jī)理。

劉文娟

感謝各位嘉賓蒞臨今天我們的發(fā)布現(xiàn)場，感謝吳總的介紹。

近幾年來，動(dòng)力鋰離子電池汽車變得越來越火，同時(shí)全世界每年都有很多動(dòng)力汽車燃燒的事件，這樣的事件不絕于耳，也引起了人們的憂慮。但是為什么這些經(jīng)過了嚴(yán)格的安全測試的鋰離子電池仍然會(huì)燃燒呢？其實(shí)能放在飛機(jī)上的動(dòng)力鋰離子電池是經(jīng)過了更加嚴(yán)苛的測試，它不光是電池，電池系統(tǒng)也是經(jīng)過了重重的安全方面的考量，理論上應(yīng)該是絕對安全的，但是事故仍然發(fā)生了。

2013年1月份兩架787飛機(jī)因?yàn)殇囯x子動(dòng)力電池模塊的燃燒引起的迫降也引起了全世界關(guān)注。其中美國國家交通安全委員會(huì)對這件事情進(jìn)行了徹查，他們拿出這塊受損的鋰離子電池模塊，挖出其中8塊電池，把每塊電池都拆解，每個(gè)極片都拆解，最終在其中6號(hào)電池的一片負(fù)極極片的集流體上發(fā)現(xiàn)一個(gè)洞，這是因?yàn)閮?nèi)短路引起的。而這個(gè)熔融的洞表明當(dāng)時(shí)這個(gè)鋰離子電池內(nèi)部的溫度已經(jīng)超過1100攝氏度，這塊電池迅速發(fā)熱，并導(dǎo)致周圍電池的迅速發(fā)熱，所以，這個(gè)鋰離子電池模塊從電壓開始異常到開始燃燒失效僅僅用了15秒，造成飛機(jī)迫降。

引發(fā)內(nèi)短路的原因林林總總，其中有一點(diǎn)就像是圖中所示的，在我們鋰離子電池使用的充放電的過程中，活性材料不斷的膨脹、收縮，這樣就會(huì)導(dǎo)致壓迫極片和隔膜，會(huì)慢慢的導(dǎo)致集流體斷裂，隔膜受損，正極接觸負(fù)極，發(fā)生微短路，微短路慢慢演化成了更加惡化的事故。

所以，我們就把注意力放在鋰離子電池內(nèi)短路的成因。這個(gè)成因有很多我把它分為可以控制，可以避免的外因，包括不穩(wěn)定的設(shè)計(jì)，環(huán)境的惡劣，以及機(jī)械性的損傷，這些原因是可以通過電子器件和機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行避免的，但是還有一些內(nèi)因是無法完全避免的。接下來向大家做一個(gè)詳細(xì)的描述。

其中一點(diǎn)是生產(chǎn)工藝的問題，生產(chǎn)工藝我們只能做到盡善盡美，但是因?yàn)橹圃煸O(shè)備和檢測設(shè)備有限，不可能做到百萬分之百都是完全合格的電池，其中包括我們無法避免的通過正極材料、負(fù)極材料和電解液在轉(zhuǎn)移、混制過程中所帶入的金屬微粒，并且我們在切割極片的時(shí)候，極片上容易產(chǎn)生金屬打卷。這些都會(huì)變成我們電池里的一個(gè)微短路的隱患。

另外，在幾平方米的隔膜上，隔膜僅僅只有十幾微米，對工藝的要求非常高，但是并不能完全避免隔膜上沒有這樣的微孔洞，也不能避免偵測的設(shè)備能夠完全探測出這樣的孔洞。另外，在制備電芯的過程中，隔膜也可能會(huì)受損。所以，這樣的微孔就會(huì)導(dǎo)致正極和負(fù)極的微接觸，這就是微短路的產(chǎn)生。

還有在我們疊電芯的時(shí)候，極片和隔膜會(huì)有一些錯(cuò)位，電極會(huì)有錯(cuò)位，焊縫不良等等，這些都是病灶，就像我們?nèi)梭w中有了癌細(xì)胞并不能被及時(shí)檢測出來，但是這些癌細(xì)胞會(huì)慢慢的惡化，侵蝕我們的好細(xì)胞，到最后病發(fā)不可收拾。

通過之前的一些安全上的案例，我們已經(jīng)解釋了一些在循環(huán)過程中的損耗所導(dǎo)致的內(nèi)短路的產(chǎn)生，即使是優(yōu)良的電芯都是不可避免的，更何況是一些有病灶的電芯。這些微短路所產(chǎn)生的那些化學(xué)反應(yīng)和放熱反應(yīng)，就像是一把把內(nèi)火，這些火都燒在電池里，其實(shí)是比外面的撞擊還要更加危險(xiǎn)的一個(gè)行為。最終可以導(dǎo)致800萬臺(tái)電腦的回召，導(dǎo)致787的折翼。所以，我們對在電池里發(fā)生熱失控的種種反應(yīng)進(jìn)行了定量的研究。

這是我們針對一個(gè)充滿電的電芯，百分之百SOC（注：荷電狀態(tài)），假設(shè)它的負(fù)極不燃燒，內(nèi)短路產(chǎn)生的時(shí)候所放出的熱引發(fā)熱失控，首先發(fā)生的反應(yīng)是SEI膜的溶解，而它的放熱是極其有限的，只占整個(gè)放熱的1%，負(fù)極暴露，跟電解液發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)熱大概占5%；電池充滿電的時(shí)候，鋰會(huì)在負(fù)極積聚，被氧化的化所放出的熱是16%，而絕大部分的在熱失控時(shí)的放熱來自于電解液，電解液的放熱占了72%。

正極與電解液反應(yīng)也會(huì)放熱，但是這個(gè)熱相對于電解液來講就很少了，只占了6%，當(dāng)然，我們對正極和負(fù)極也是做足了文章，因?yàn)檎龢O和負(fù)極材料是我們鋰離子電池中提供能源的材料，所有的能量來自于他們，這也是決定了電池的快充性能、它的壽命和能量密度的決定性指標(biāo)。所以，正極和負(fù)極我們在這三項(xiàng)里都是極其重視的。但是如果說起安全問題的話，電解液是根本。

之前講到的這些不管是正常的電芯在使用過程中產(chǎn)生的內(nèi)短路也好，或者一開始就先天不良的電芯，它的這些內(nèi)短路都會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部的溫度慢慢上升，上升的過程中就會(huì)觸發(fā)了一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，會(huì)使電池內(nèi)部的熱開始積聚，溫度開始上升。當(dāng)上升到120-130度的時(shí)候，我們一般采用的PE和PP的隔膜就會(huì)發(fā)生軟化，發(fā)生收縮，這個(gè)收縮就會(huì)擴(kuò)大我們內(nèi)短路的面積。當(dāng)正極和負(fù)極接觸發(fā)生放電的時(shí)候，這個(gè)熱是瞬時(shí)放出的，就會(huì)發(fā)現(xiàn)電池溫度驟然上升，當(dāng)溫度上升到150度的時(shí)候，各種化學(xué)反應(yīng)都會(huì)加速，都會(huì)惡化，同時(shí)這個(gè)隔膜的收縮也會(huì)變的更加嚴(yán)重，會(huì)暴露更多的面積，導(dǎo)致更大面積的內(nèi)短路。這樣，內(nèi)短路所產(chǎn)生的熱會(huì)使得電池的溫度再次急劇上升。

當(dāng)它上升到一定溫度的時(shí)候，電解液蒸發(fā)，電解液和正極、負(fù)極反應(yīng)所發(fā)生的氣體（如果這個(gè)電池不能把它完全保持在這個(gè)電芯里的話）因?yàn)殡娊庖菏强扇嫉?，它?huì)漏氣，遇到高溫、氧氣甚至?xí)l(fā)生爆炸。

我們就把隔膜做成不可收縮，不能擴(kuò)大內(nèi)短路的隔膜。所以，微宏的高安全隔膜可以在300攝氏度不收縮，一直在化學(xué)反應(yīng)到了300攝氏度的時(shí)候，微宏的隔膜可以保持形貌完整，沒有大面積的內(nèi)短路，這樣整個(gè)電池里的熱是通過化學(xué)放熱一點(diǎn)一點(diǎn)積聚起來的，不會(huì)發(fā)生瞬時(shí)的熱失控，這樣即使是電池失效了也為乘客爭取了寶貴的逃生時(shí)間，而電解液不燃燒就徹底扼殺了熱失控發(fā)生的可能性。所以，微宏的高安全的隔膜再配備不燃燒的電解液，這樣的組合就是捏住了熱失控的兩個(gè)死穴，電池可以到最后自己壯烈犧牲，但是用戶是安全的。