圖為深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司研究院院長(cháng)任建國博士

　　任建國：我是來(lái)自深圳貝特瑞新材料股份有限公司的，貝特瑞簡(jiǎn)單一句話(huà)介紹一下，是目前全球最大的鋰離子電池負極材料的制備商。
　　我今天主要講一下貝特瑞的研究院在高容量的負極材料這方面最新的開(kāi)發(fā)進(jìn)展，這里面涵蓋了石墨的負極，包括非石墨的負極，主要是軟碳、硬碳，還有現在在國內比較熱的硅類(lèi)的負極，最后再介紹一下復合的這樣一個(gè)理念。
　　這個(gè)是貝特瑞的研究院，目前在高能量密度電池體系方面做的一些開(kāi)發(fā)工作。在正極材料方面，我們現在也在做高容量的、高功率的、長(cháng)壽命的，特別是高鎳的正極材料，主要是鎳含量比較高的NCA和NCM，就是811系列或者是鎳含量在80%以上的高鎳正極。
　　在粘結劑這一塊，剛才我也問(wèn)了剛才那位博士，我們現在也在開(kāi)發(fā)水系的粘結劑，這個(gè)也是針對高能量密度的負極，或者是正極體系所用到的一些新興的粘結劑。
　    另外是導電添加劑，目前也在做像石墨烯、碳管進(jìn)行復合的一些添加劑。這個(gè)也是為了解決未來(lái)在做高能量密度，特別是正極、負極，即便厚度增加的情況下，為了提升導電性所做的一些準備工作。
　    負極目前應該是貝特瑞的主營(yíng)業(yè)務(wù)。我們在負極這一塊除了做傳統的石墨負極以外，特別是這種高能量密度的石墨，快充的石墨、膨脹的石墨，不管是天然石墨還是人造石墨，除了這個(gè)之外我們也在做一些硬碳材料，除了硬碳之外，我們也有做硅碳、氧化氧硅。像硬碳、硅碳大家都非常的清楚，它理論上有非常高的比能量密度，所以我們把這些作為我們開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。
　　首先是石墨負極，這個(gè)也是大家要進(jìn)一步的提升的能量密度，把它的能量密度發(fā)揮到極至?，F在業(yè)內有這種極限石墨的一種說(shuō)法，英文翻譯成這個(gè)對不對，我也不知道，這是我自己想的，是Uitimate graphite。石墨的密度也就是在2.2左右。
　　這樣一個(gè)石墨同時(shí)還要具有所有的完美的性能，高容量、高功率、低膨脹、長(cháng)壽命、高守效，包括比較快的吸液特性，這是一個(gè)非常理想、非常終極的狀態(tài)，把它稱(chēng)之為極限石墨我覺(jué)得也不為過(guò)。
　　怎么實(shí)現這個(gè)極限石墨的這樣一個(gè)目標？我們想到的可能就是從這樣一些先進(jìn)的技術(shù)去實(shí)現，包括先進(jìn)的石墨化技術(shù)，晶體結構改善的技術(shù)、表面處理的技術(shù)、精密分級的技術(shù)、納米造孔的技術(shù)，綜合這樣的技術(shù)，去達到極限石墨開(kāi)發(fā)的一個(gè)目標。
　　下面我介紹幾款目前貝特瑞比較經(jīng)典的，目前主推的高能量密度的石墨材料，一共是6種，三大類(lèi)，第一類(lèi)是360系列，360L1和360L2。在快充這一塊比較適合于2C到3C，這樣一個(gè)中等程度的，也就20分鐘左右這樣一個(gè)快充特性的負極材料。
　　這兩類(lèi)也都是采用目前業(yè)內用的比較多的二次造粒的方式改善它的趨向性，降低它的膨脹。L1相對L2來(lái)說(shuō)容量要低一些，是350的容量，L2是355的容量。壓石是1.65到1.75，L2是1.75到1.85。我們通過(guò)石墨化度的控制來(lái)控制它的軟硬，包括不同的壓石密度和不同的克容量。L2的石墨化對L1要更高一些。
　　第二類(lèi)是在快充上具有更高快充特性的，就是6C的，10分鐘充電的這種負極材料。這個(gè)有兩個(gè)經(jīng)典的產(chǎn)品，一個(gè)是BFC-10，一個(gè)是BFC-18，這兩類(lèi)都是適合于6C的快充的人造石墨。它在快充特性這一方面就比前面這一類(lèi)具有很好的一個(gè)快充性能。
　　我們使用壓石也都是在1.6到1.7，包括1.65到1.75，是分別針對BFC-10和BFC-18的。
　　第三類(lèi)、高壓石的，能夠實(shí)現極限石墨中的一個(gè)特性，是1.8壓石一大類(lèi)其中一個(gè)典型的材料，360-MB，它的原料是碳維球類(lèi)的，還有是各LH，這個(gè)是可以做到1.8的積片壓石去使用。石墨化度比前面兩大類(lèi)也都要更高一些，也就是說(shuō)它更軟，更容易壓得下去。
　　同時(shí)具有高壓石的前提下還具有比較長(cháng)的壽命和吸液特性。
　　這兩個(gè)是屬于一次例子，不是屬于二次例子。
　　簡(jiǎn)單的介紹一下前面三大類(lèi)6個(gè)材料的電化學(xué)性能，這個(gè)是360-L1和360-L2，在CCCV充電的這么一個(gè)快充特性，L1是20分鐘充電可以SOC接近80%，這個(gè)基本上跟目前我聽(tīng)到的關(guān)于動(dòng)力市場(chǎng)的快充特性的要求，就是20分鐘要求充滿(mǎn)80%，是能夠滿(mǎn)足這樣一個(gè)市場(chǎng)要求的，360-L2，20分鐘可以到83%，這個(gè)是CC+CV的，不是橫電流的充，只要保證在20分鐘內能夠充進(jìn)多少電，這對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)也是需要達到的一個(gè)目的。
　　L1和L2有一個(gè)比較好的循環(huán)性能，L1是1200圈，L2是500圈。這個(gè)材料是比較適合于電動(dòng)工具，PHEV和XEV，特別是對于2到3C這種性能上有一些要求的應用領(lǐng)域。
　　6C的快充材料，BFC10和BFC18。BFC10可以實(shí)現10分鐘充電接近82.7%的，同樣也是CCCV的快充性能。BFC18可以10分鐘實(shí)現82.5%，它把時(shí)間縮短了一半，但是也可以達到相當的SOC，甚至是更高的SOC的充電特性。
　　從循環(huán)性上來(lái)看，10比18的循環(huán)性能更好一些，因為石墨化度更低一些。BFC10，6C充，1C放。
　　這兩類(lèi)材料我們認為它是適用于像航模以及無(wú)人機，包括這種機器人，這種領(lǐng)域我們認為這兩類(lèi)材料是比較適合的。
　　另外是高壓石的，360-LB和360-LH，即便是在180的壓石情況下也可以保持一個(gè)比較好的特性。
　　這一大類(lèi)材料它是比較適合用這種堅固高能量密度和長(cháng)循環(huán)壽命這樣的場(chǎng)合。
　　剛才講的是這種傳統的負極，是石墨類(lèi)的負極材料，貝特瑞研究院一直想做一款具有過(guò)能量密度的，但是又是非石墨類(lèi)的負極材料。我們前面2、3年一直在配合客戶(hù)做軟碳類(lèi)的材料，它有非常好的循環(huán)性能，我們不用擔心它的低溫性能，也不用擔心它的低溫吸鋰，但是唯一的就是能量密度不行。
　　軟碳這種經(jīng)典的250、280的是市場(chǎng)上常見(jiàn)的，通過(guò)一些元素參雜我們可以做到300，甚至更高。做到300這個(gè)水準上基本上已經(jīng)不敢再把參雜量提高了，再提高的話(huà)高電壓平臺就出來(lái)了。
　　從我們這個(gè)角度來(lái)看，我們一直想開(kāi)發(fā)一款具有高能量密度的非石墨的負極材料，我們把著(zhù)眼點(diǎn)放在了硬碳上，我們之前也開(kāi)發(fā)過(guò)，但是以前有成本的，這個(gè)跟原材料有關(guān)，目前我們是把重點(diǎn)放植物類(lèi)的，因為我們也有開(kāi)發(fā)活性炭的經(jīng)驗。我們希望利用硬碳大的碳層的間隙和無(wú)定型的結構來(lái)提升鋰離子在其中傳輸的速度，從而使它具有比較好的循環(huán)性能、低溫性能，同時(shí)還具有過(guò)能量密度的一個(gè)特性。
　　剛才說(shuō)的這些都是優(yōu)點(diǎn)了，缺點(diǎn)其實(shí)也很明顯，一個(gè)是它跟軟碳有點(diǎn)類(lèi)似，首次效率不高，現在幾乎都不敢想象它能不能做到石墨的這種水準。導電性不好，它的內部空隙非常多，材料跟材料之間的接觸是有欠缺的，所以說(shuō)它的電子傳導在內部也不好，我們是通過(guò)兩種手段，一種是通過(guò)表面改性，通過(guò)內部參入這種導電性的材料，來(lái)提升它的電子傳導的能力，從而解決他現在面臨的一些問(wèn)題。
　　這個(gè)是貝特瑞研究院現在一款經(jīng)典的硬碳和一款經(jīng)典的軟碳材料性能的對照，BCS是硬碳，不SHC是軟碳。和它相對照的我們現在有一個(gè)300容量的高容量的軟碳，軟碳是85%左右。從這個(gè)曲線(xiàn)上來(lái)看，它跟石墨相比也有非常大的區別，石墨還是三級、四級平臺一個(gè)非常平緩的區縣，軟碳、硬碳都是非常陡峭的一個(gè)充放電的曲線(xiàn)。
　　從這個(gè)性能角度來(lái)講，使用硬碳比使用軟碳會(huì )進(jìn)一步提升電池的能量密度。
　　這個(gè)是我們自己做的電池，也是用純的軟碳和純的硬碳來(lái)做圓柱電池。
　　用純的軟碳我們可以做到140瓦時(shí)每公斤，硬碳可以做到160瓦時(shí)每公斤。18650的尺寸是限定的，從這一點(diǎn)來(lái)看是可以提升它的能量密度的。
　　在6C充電10分鐘的話(huà)，這個(gè)也可以實(shí)現SOC93%、94%這樣一個(gè)性能，這個(gè)就是明顯的體現了它這樣一個(gè)快充的特性。
　　從均值電壓上，不管在什么樣的倍率下，不管是5C、10C、20C、30C，硬碳都有一個(gè)更好的放電電價(jià)。
　　在高倍率的情況下，硬碳比軟碳更小。這些都體現了硬碳在快充、高倍率充放電這些方面的一個(gè)優(yōu)勢。
　　下面介紹一下硅碳和硅氧方面的進(jìn)展。硅碳這一塊有非常高的能量密度，大家認為是4200也好，還是3580也好，這個(gè)是算法不同，總而言之，它是這種非常高的這樣一個(gè)能量密度。從硅碳的角度來(lái)講，我們覺(jué)得要從三個(gè)方面來(lái)解決這個(gè)硅面臨的問(wèn)題，一個(gè)是納米化，另外一個(gè)是表面改性，現在大家用的最多的都是表面包碳，去保護它不跟電解液接觸，另外是使用一些Buffer去緩沖它體積的膨脹。
　　硅碳這一塊現在有兩款經(jīng)典的產(chǎn)品，這個(gè)都已經(jīng)商業(yè)化了，一款容量是600到700之間的，是包覆性的結構，另外一款是1300到1400這樣一個(gè)容量。
　　這個(gè)是硅氧，它跟硅碳相比天生就具有一個(gè)比較好的性能，和相對低的膨脹。
　　在硅氧這一塊我們有兩款經(jīng)典的產(chǎn)品，160的容量，77的首效，另外一款是1400的容量，82的首效。
　　硅氧這一塊還有一個(gè)快充的理念，除了表面包碳之外，我們還可以通過(guò)內部碳參雜的工藝來(lái)提升它的倍率性能。大家認為硅碳、硅氧是高能量密度的材料，其實(shí)它本身也具有快充的特性。另外想說(shuō)一下，我們也在做粘結劑的工作，目前我們做的情況來(lái)看，對于降低含硅負極的極片膨脹。
　　這個(gè)是我們開(kāi)發(fā)的一款產(chǎn)品，我們叫BXGO，我們想綜合利用硅碳和硅氧的優(yōu)勢，我們知道硅碳它起初循環(huán)降的是比較慢的，但是后面降的快，硅氧是起初降的快，后面降的慢，所以我們就想做一個(gè)材料，讓它實(shí)現一開(kāi)始降的慢，后面也降的慢，從這個(gè)測試結果來(lái)看，我們也確實(shí)可以實(shí)現這樣一個(gè)理念，這個(gè)復合體系的循環(huán)性能是介于硅碳和硅氧之間的。
　　這個(gè)方面我想提一點(diǎn)思考，我本人做硅也做了很多年了，包括在美國也做硅，香港也做硅，包括在貝特瑞也做硅。
　　我們的產(chǎn)品在國內客戶(hù)的反饋來(lái)看，在電池跳水之前，循環(huán)性能大家都測的非常好，不管是深圳的客戶(hù)還是天津的客戶(hù)，但是就是在某一個(gè)階段會(huì )出現跳水，為什么會(huì )跳水？我們也在想這個(gè)問(wèn)題，本來(lái)這個(gè)硅是嵌在材料內部的，但是我們發(fā)現這種跳水的電池里面，這個(gè)硅表面有大量的絮狀物，就像棉絮一樣。我們判斷，我們還沒(méi)有做非常仔細的分析，但是我們認為這應該是電解液的持續消耗，電解液這個(gè)結構可能還不夠完美，電解液滲透以后跟硅接觸，在硅的表面不斷的消耗，最后導致電解液耗干以后，電池就跳水了。
　　最后講一下復合的理念，上次三月份在華南鋰電的會(huì )議上也說(shuō)過(guò)，我們希望把快充的理念，高能量密度的理念，長(cháng)循環(huán)的理念做成一個(gè)復合體系，來(lái)同時(shí)滿(mǎn)足它的快充特性，長(cháng)循環(huán)特性和高能量密度特性，最終絲實(shí)現點(diǎn)電動(dòng)車(chē)的快續航里程。
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