6月20日，由中国化学与物理电源行业协会主办的第十一届“中国国际电池技术交流会”在深圳会展中心开幕。本次交流会以“动力电池和储能电池”为主题，重点关注了电池应用领域。全球50多位电池业界顶级专家亮相交流会并发表了主题演讲，来自50多个国家和地区的800多名行业专家、学者和企业家与会。图为来自来自美国3M公司的Nathan Mi先生在CIBF2014中国国际电池技术交流会上发表主题演讲。

　　Nathan Mi：
　　大家好，首先讲一下我们在电池安全性方面的解决方案。我们公司的数据中心有一种技术叫静默式冷却。把电脑芯片泡在液体里面，芯片的 CPU会发热，发热之后会加热液体，液体就变成气体带走CPU的热量，就把以前普通的空气冷却变成了液态冷却。液态冷却用的是液体变成气体的过程来蒸发热，比普通液体的热容大的多，所以能够起到冷却的作用。这种液体还可以制成先进的气体灭火器，它的优点是非常环保，对人体无害，可以用在有人场所，大型的数据中心都使用这种灭火器。我们曾做过测试，将点燃的蜡烛放在电脑旁边，用灭火器去喷，蜡烛马上熄灭而电脑却不会受到损害，之后它的液体会挥发，不会留下任何残留。
　　我们的这种液体既是一种很好的制冷剂，也是一种高效的灭火器，已经推出市场十年了。我以前是做电池的，所以想把这种技术应用在电池领域。我们做了如下实验设计，我们将18650电池分成两段组成电池组，对中间的某一个电池做针刺实验，一组电池放在普通的空气中，另一段电池放在这种液体当中，观察区别。放在普通空气当中连续做针刺的电池着火了，泡在我们的液体里面的电池没有产生明火，很快就熄灭了，而且温度很低。在实验中，浸泡在液体里的电池最高温度40度，而放在普通空气中的6颗电池中，温度最高的一颗达到678度，电池周边的两颗电池也被引燃了。但是当把这组电池组浸泡在我们的液体里时，被针刺的电池温度下降到了230多度，周围两块没有被引燃的下降到了48度和49度。
　　这种液体是一种高效的灭火器，同时还是一种高效的冷却剂。如果把电池浸泡在液体里面，不同的电池发热温度不同，所以电池寿命也不同。由于我们这种液体的存在，使整个电池组的温度均匀，对电池的循环寿命有帮助。这种液体的沸点是49度，如果电池温度过高达到49度时，这个液体就沸腾了，沸腾之后从液态变成气态会带走热量，所以任何一颗电池的最高温度都不会超过49度。电池在低温情况，我们可以设置预加热，加热后让整个液体的温度均匀，这样使电池组在低温情况下也有改善。
　　我们希望把这种冷却技术和低温的情况用在电池组里，一是可以控制效率，二是发生危险时它是高效的灭火器，可以提高安全性。
　　接下来讲一下我们在三元材料方面的进展。我们公司很早就开始研究三元材料，后续也在这方面做了很多工作。三元材料有两种，一种是CS材料，一种是C442材料。下面就这两种材料分别讲一下。
　　CS材料的设计理念是：壳的结构锰含量高一些，因为表面锰含量高会对整个循环好；里面核心镍含量高一些，因为锰含量高对于它的热隔膜不好。我们希望通过这种设计使材料的循环性达到良好的平衡。下面讲的是在充放电过程中电解液氧化的现象，电解液充电曲线终点的偏移反映的是电解液氧化，我们的C442的材料也是看偏移得出材料的稳定性。普通的材料电解液氧化很严重，但是对于CS材料，随着充放电周数的增加，得出的变化不大，可以看出这种材料的设计对循环的稳定性有很大好处。还有一些数据可以看出对于普通C442材料来说，变成CS材料之后性能会降低。
　　CS材料设计理念是负镍和负锰材料结合的过程。C442材料的设计理念是它里面是普通的C442材料，而外面是一种惰性的没有电化学活性的包裹层。普通的C442材料的活性和充放电曲线没有很大的变化。由此可见，C442材料有很好的循环性能。我们美国的同事根据一些计算得出，C442材料跟CS材料在能量密度和价格方面都有可比性，但他在算电池材料成本时只算了正极和负极的活性材料成本，没有算其他任何成分成本，在这种情况下，C442材料和NCA基本上是有可比性的。
　　负镍和负锂的CS材料的循环和稳定性很好。对于核心结构是C442，外形有一层惰性包裹层的C442材料的循环性能好，NCA的价格在能量性能上有可比性。这两种我们都申请了专利，希望以后有机会跟大家进一步合作。
　　下面讲的是我们的核心负极，我们研究了大概十年时间。核心负极是把一些无定性小颗粒的负极和活性与非活性的颗粒组合在一起形成的，这样可以尽量减少材料的比较面积，控制它的膨胀，它的颗粒度有几个微米。通过观察充放电曲线可以发现，普通的充放电是不重合的，但是我们这种V6、V7的负极材料的充放电曲线重合的非常好，BQ和BV同样如此。我们做成18650电池的负极材料，可以看到充放电在500多的时候它可以达到70%左右。
　　以上是我今天讲的内容，分别是我们的液体用在电池组里面可能会提高电池的整体安全性；第二是正极材料，两种新型的三元材料；第三部分是核心负极。
　　谢谢大家！
 

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