6月20日，由中國化學與物理電源行業協會主辦的第十一屆“中國國際電池技術交流會”在深圳會展中心開幕。本次交流會以“動力電池和儲能電池”為主題，重點關注了電池應用領域。全球50多位電池業界頂級專家亮相交流會并發表了主題演講，來自50多個國家和地區的800多名行業專家、學者和企業家與會。圖為來自來自美國3M公司的Nathan Mi先生在CIBF2014中國國際電池技術交流會上發表主題演講。

　　Nathan Mi：
　　大家好，首先講一下我們在電池安全性方面的解決方案。我們公司的數據中心有一種技術叫靜默式冷卻。把電腦芯片泡在液體里面，芯片的 CPU會發熱，發熱之后會加熱液體，液體就變成氣體帶走CPU的熱量，就把以前普通的空氣冷卻變成了液態冷卻。液態冷卻用的是液體變成氣體的過程來蒸發熱，比普通液體的熱容大的多，所以能夠起到冷卻的作用。這種液體還可以制成先進的氣體滅火器，它的優點是非常環保，對人體無害，可以用在有人場所，大型的數據中心都使用這種滅火器。我們曾做過測試，將點燃的蠟燭放在電腦旁邊，用滅火器去噴，蠟燭馬上熄滅而電腦卻不會受到損害，之后它的液體會揮發，不會留下任何殘留。
　　我們的這種液體既是一種很好的制冷劑，也是一種高效的滅火器，已經推出市場十年了。我以前是做電池的，所以想把這種技術應用在電池領域。我們做了如下實驗設計，我們將18650電池分成兩段組成電池組，對中間的某一個電池做針刺實驗，一組電池放在普通的空氣中，另一段電池放在這種液體當中，觀察區別。放在普通空氣當中連續做針刺的電池著火了，泡在我們的液體里面的電池沒有產生明火，很快就熄滅了，而且溫度很低。在實驗中，浸泡在液體里的電池最高溫度40度，而放在普通空氣中的6顆電池中，溫度最高的一顆達到678度，電池周邊的兩顆電池也被引燃了。但是當把這組電池組浸泡在我們的液體里時，被針刺的電池溫度下降到了230多度，周圍兩塊沒有被引燃的下降到了48度和49度。
　　這種液體是一種高效的滅火器，同時還是一種高效的冷卻劑。如果把電池浸泡在液體里面，不同的電池發熱溫度不同，所以電池壽命也不同。由于我們這種液體的存在，使整個電池組的溫度均勻，對電池的循環壽命有幫助。這種液體的沸點是49度，如果電池溫度過高達到49度時，這個液體就沸騰了，沸騰之后從液態變成氣態會帶走熱量，所以任何一顆電池的最高溫度都不會超過49度。電池在低溫情況，我們可以設置預加熱，加熱后讓整個液體的溫度均勻，這樣使電池組在低溫情況下也有改善。
　　我們希望把這種冷卻技術和低溫的情況用在電池組里，一是可以控制效率，二是發生危險時它是高效的滅火器，可以提高安全性。
　　接下來講一下我們在三元材料方面的進展。我們公司很早就開始研究三元材料，后續也在這方面做了很多工作。三元材料有兩種，一種是CS材料，一種是C442材料。下面就這兩種材料分別講一下。
　　CS材料的設計理念是：殼的結構錳含量高一些，因為表面錳含量高會對整個循環好；里面核心鎳含量高一些，因為錳含量高對于它的熱隔膜不好。我們希望通過這種設計使材料的循環性達到良好的平衡。下面講的是在充放電過程中電解液氧化的現象，電解液充電曲線終點的偏移反映的是電解液氧化，我們的C442的材料也是看偏移得出材料的穩定性。普通的材料電解液氧化很嚴重，但是對于CS材料，隨著充放電周數的增加，得出的變化不大，可以看出這種材料的設計對循環的穩定性有很大好處。還有一些數據可以看出對于普通C442材料來說，變成CS材料之后性能會降低。
　　CS材料設計理念是負鎳和負錳材料結合的過程。C442材料的設計理念是它里面是普通的C442材料，而外面是一種惰性的沒有電化學活性的包裹層。普通的C442材料的活性和充放電曲線沒有很大的變化。由此可見，C442材料有很好的循環性能。我們美國的同事根據一些計算得出，C442材料跟CS材料在能量密度和價格方面都有可比性，但他在算電池材料成本時只算了正極和負極的活性材料成本，沒有算其他任何成分成本，在這種情況下，C442材料和NCA基本上是有可比性的。
　　負鎳和負鋰的CS材料的循環和穩定性很好。對于核心結構是C442，外形有一層惰性包裹層的C442材料的循環性能好，NCA的價格在能量性能上有可比性。這兩種我們都申請了專利，希望以后有機會跟大家進一步合作。
　　下面講的是我們的核心負極，我們研究了大概十年時間。核心負極是把一些無定性小顆粒的負極和活性與非活性的顆粒組合在一起形成的，這樣可以盡量減少材料的比較面積，控制它的膨脹，它的顆粒度有幾個微米。通過觀察充放電曲線可以發現，普通的充放電是不重合的，但是我們這種V6、V7的負極材料的充放電曲線重合的非常好，BQ和BV同樣如此。我們做成18650電池的負極材料，可以看到充放電在500多的時候它可以達到70%左右。
　　以上是我今天講的內容，分別是我們的液體用在電池組里面可能會提高電池的整體安全性；第二是正極材料，兩種新型的三元材料；第三部分是核心負極。
　　謝謝大家！
 

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