5月22日，CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。新加坡南阳理工大学Rachid Yazami教授在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

大家好，首先感谢主办方，以及刘总邀请我参与此次2018CIBF。我今天想和大家聊的是里电子长寿命及快充新策略，我们一直在研究的ETM技术，这项技术如何解决电池相关方面的问题。我希望能够以最短的时间给大家进行介绍，让大家可以很好的理解我们的快充以及相关的新技术。

现在电池的问题，比方说有能量密度的问题，功率密度的问题，充电的状态，它的安全度，还有健康度等等。当然，我们知道电池应用的方面也是非常广泛的，比方说用在手机，同时快充方面也有。另外，充电的状态也是非常重要的，这是需要我们进行控制的一个方面，我们可以知道我们所处的研究阶段在哪里，我们也可以知道我们现在的能量。另外，电池的健康程度，它有没有老化的问题，还有安全度。大家可能也会说到产品的成本，我今后也会更多的和大家解释一下。

能量密度方面，我们知道能量密度在1991年之后有了很大的提升，我们一般都会用瓦时/千克的单位衡量，在未来4-5年，希望我们的能量密度可以达到300瓦时/千克。但是我们可以看到，我们现在的发展也是非常迅速的。同时，大概我们现在所能达到的能量密度就是250-300瓦时/千克，而能量的密度，这是我们计算的公式，安培每时×于电压÷千克或升。如果看之前的公式，我们要增加Q和U，并减少M或V。所以我们如何增加Q，也就是我们需要增加新的正极、负极的容量，如何增加安培10的Q，是不是想要改变一些正极、负极的材料。

同时，我们还要增加负极、正极的利用率，尽管我们都会用一些新的材料，但是我们的利用率却没有达到百分之百。如何增加电压呢？我们也要应用更高压的正极，低压的负极，大概可以达到5伏，这样的话可能可以达到100-200MV的程度。另外我们要降低内部的阻力，隔膜和电池工程设计，特别是用高倍率的电池，快充的电池，这方面是需要解决这些问题。

另外，如何降低V呢？我们要用的正极、负极材料，要用更加小容量的质量和程度，另外我们还要用更加高密度的材料，这样就可以看到能量密度有提升。功率密度的公式（PPT），功率密度怎么增加呢？就和我们刚才研究的步骤是非常相似的，如何增加电流的情况，用非常快速反应的正负极的材料，电流反应速度就会很快。在锂的嵌入和脱嵌的时候反应会更快，溶解度也会更快一点。这对于我们而言，如果增加现在的功率密度是非常重要的。另外，我们要增加界面的电子材料。

当然，在此，我们可以用到一些结构材料，能够有更多的活性电子材料，当然这个材料可以帮助我们随着时间的移动去保持它的容量，而就这个电压和质量，我们刚才已经讨论过了。

核电状况，这是非常重要的方面，比方说这里有一个电池，或者是电脑方面的电池，我们在此都没有办法说以非常简单的方式去测量这个电池的核电状态，这也是我们现在所面临的问题。但是我们没有有效、高效的去检测电池的核电状况。我们现在希望能够有更好的方法，核电状况的计算方式（PPT），当然，如果我们有容量，我们就可以算出来电池的核电情况，如果能够进一步增强SOC，去评价SOC，我们要非常准确的进行评测，我们需要检测充电和放电I的值，还有T的值，这个T值也是非常重要的，而电池的健康状态是不是有老化的情况呢？它的容量是不是在下降呢？我们可以看这个等式，我们看到能量密度，它其实和能量密度相关，N是循环数量。我们可以看一下这个就是其中的一个电池状态检测的等式（PPT），就是现在的一个能量状况÷原始的能量状况。我们当然都想得到电池最好的状态，需要非常低的放电，我们看这个等式就是如何增强其中的检测，我们需要检测它的能量、功率密度、使用时间的长短。

当然，我们知道电池的健康程度其实对于坚持的安全性，使用寿命的长短都是非常重要的。那些老化的电池更容易有热损失，它也更容易有电池降极等等一些问题。另外一些电池安全度的问题，这是大家都十分关注的，我们可以想到如何真正的预测电池的安全性，可能有些时候这个电池有热损失，同时还有一些过热，高倍率充电等等问题，可能都会导致热损失。当然，安全问题是非常重要的，是不容忽视的。如果我们谈能量密度、功率密度和成本，这些在安全方面都是微不足道的。

这是对于电动汽车生产商非常重要需要考虑的一个方面，当然，我们知道电池安全以及它的使用能量，它的一些控制策略，它的融合方面都会有很多方式去做的。接下来说一下ETM的技术，当时我在佳妮福利（谐音）压研究院做的这个系统，在过去的17年我一直在做ETM，因为每一个月我们都会发现一些新的有关于电池的新技术的进展。ETM的原则，主要是在开放电路，是开路电压，这里是固定的。我们可以看一下，它是根据温度发生变化的。

第二个原则，它的温度是直线的情况，我们有各项同性的情况。在开路电压当中，我们会有能量，各种同性和各项异性。这是一个非常简单的方法进行商值（谐音）的衡量（PPT），我们在充电的过程当中，衡量的开路电压就是商值（谐音），红色稳定的值是25，灰色的曲线讲的是电压的情况。我们有一个线性依赖的情况，在底下，大家可以看到非常明显的线性开路电压的情况。这就是我们的商值，在充电过程中可以看一下商值的剖面图，我们可以看一下它的OCP的路径（PPT），我们看一下H这个剖面，有最高和最低值，它是并不是完全一样的变化，有高有低，这里有一些相变。实际上告诉我们在充电和放电的过程当中，我们有一些相变的情况出现，它影响了Deta  S和DetaH，我们可以高最高值，但不是开路电压的数据。我们可以看到预值，在这方面我们研究了更多的信息，对于正极、负极的过程，以及它的原理。如果我们只衡量电压的话，那不是够的。

为了做这些工作，我们研发了一些设备，在新加坡NGU，我的公司正在研发这些设备，它能够了解商值，这是60安培小时。这是锂电池商值图谱，我们可以看到NCO、LCO，磷酸铁锂、锂，看一下商值在各个电池当中不同，我们可以看一下电池的不同，可以决定电池组成的情况。

接下来给大家说一下ETM技术的应用，我们如何提高能源密度，而不要改变太多的电化学。我们做的基本工作就是提高它的热稳定，热动力，我们做了半个电池和全电池的循环周期。从理论上来说，我们可以看一下这个红色的是全电池（PPT），蓝色的是它的商值正极和负极。深颜色的是计算的值。在蓝色和红值有一个巨大的变化，这就意味着在充电的过程当中，SOC不同于正极和负极的充电情况，这就意味着并不是百分之百的使用正极和负极的利用效率。通过这个计算，我们进行转变它的位置，它的正极和负极情况，我们计算的值会变得更好，它能够到达峰值，可以到达商值和全电池有一个同样的商值情况。

为了进一步的推动电池技术的发展，我们没有完全利用百分之百的效率，我们用残余的锂电池，我们在放电过程当中进行观察，有碳酸盐、碳酸锂的电池在第一个充电回合，然后进入到负极，然后锂在第一次充电不能够恢复，这是出现锂的损失。第二个回合以后，完全进行放电，那么我们可以看一下负极出现了一些金色，还有染色，已经完全的进行了放电。为了进一步的提升能量密度，我们看到在放电末期，我们使用了三电极三极管的概念，在负极当中，锂得到恢复，图表看的非常清晰（PPT），我只用负极，并没有用正极来做这样的测试。我们可以看一下，这个是锂（PPT），左边的电池像一个新电池一样。这个过程，不仅是涉及到电极，这是一个非常低的电压，我们看到了一个氧化的过程，有一个基层氧化的过程，这是我们不想看到的。

我们在做这样的实验当中，我们看到右边（PPT）给大家展示了正极的变化情况，在完全充放电的情况。我们看一下0.92，这个是最高的情况，还有最低的情况是0.6，还有Y轴的最大是0.62，Y轴最小是0.06。如果我们看一下负极，它是完全放电，这个锂是最低的。为什么呢？因为只有6，所以这里我们并没有百分之百的使用负极，在这个方面我们只有0.62。

我们注意到这一点，我们不知道有多少锂是从负极出来的，我们大家可以看到，有一个完全的周期，在这个过程当中这个锂可以完全恢复。我们可以给予电池新的寿命。

接下来说一下快充，作为快充来说，我们是引进非线性的伏特衡量的方法。CC是我们经常使用的全电量衡量的技术，现在进行有效的衡量，快速的充电我们是小于30分钟的，所以用NLV，我们做的是这样的功能（PPT），我们的电流，还有它的时间情况，还有SOH的情况，还有生命周期的情况。从这个情况来说，我们看到了典型的NLV的充电图，这是37分钟的充电时间。红色的是电压，蓝色的是倍率，我给大家展示它的容量，这是200个周期以后还是非常稳定，我们只充了35分钟。如果我们比较一下这个技术，这是CCCV和NLV，我们有更好的效率，我们有更好的周期。NLV和CCCV比有很多的优势，CCCV是一个小时，NLV是30分钟，时间上就有很好的优势。

现在我们每天做的日常工作，我们想要一个电池使用着，每天早上六点起来要上班，在工作的时候可能会对电池进行快充，30分钟，在一个小时内可以充好，一天可能会充3次，然后他们会回家，有6个小时CCCV的充电时间，一个是30分钟的NLV的充电时间，3次。我们做400个周期，新加坡的同事昨天说其实已经做了500个周期，在这里可以看到（PPT），容量的情况在30分钟的表现是非常的好。

（PPT）这些是其他的技术，这是10分钟的电流和电压的情况，我们只用几秒钟的充电时间就可以到一个非常大的电压，4.7伏，只要10分钟。这是一个倍率的放电图，在充了10分钟以后。150个周期在一个小时，大家可以看到这个图谱非常好，表现的非常优异。（PPT）这是充电的状态，非常感谢大家。

提问：作为快充来说，能不能说一下锂离子的低温表现？

Rachid Yazami：我们没有做任何低温的衡量，这是另外一个非常重要的一点，我们应该要找到这个答案。比如说在10度以下发生了什么，我们正在看。在10度30分钟的充电时间我们没有做过这样的实验。现在我们还没有看到容量的变化，因为容量还是比较稳定的。这种锂平板的实验，当电流变成0的时候，我们其实还没有看到锂方面的变化。

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）