7月7日，2021中国国际锂电产业大会（简称金砖锂电论坛）在上海汽车会展中心顺利召开。本届金砖锂电会议为期两天，主题为以“新技术、新应用、新发展”为主题，采用“会议论坛+展览展示+体验营销”三位一体的创新模式，多项重点活动同期同地举办，充分协同联动，品牌效应和影响力大幅提升。
瑞浦能源公司刘微出席论坛并发表主题演讲——《高安全长循环的磷酸铁锂电池》。
以下为演讲实录：
非常荣幸来到这里，感谢主办方的邀请。我是来自瑞浦能源的刘微，我主要负责小储能和乘用车用磷酸铁锂电池的应用开发。我看了一下昨天的议程，主要关于电池安全方面的。我们这边也是针对这样的主题，聊一下我们在提高电池安全性方面做的一些工作。
一、公司介绍
瑞浦能源于2017年成立，我们研发中心在上海，制造基地在温州，投资方是青山实业，关于青山实业大家可能了解的很少，它是世界上最大的不锈钢生产商，去年世界500强的排名在329位，主要做不锈钢业务，从矿产一直做到不锈钢粗钢细钢的加工。为什么做新能源板块呢，青山投资瑞浦之前只做不锈钢产业，因为不锈钢中会用到一个非常重要的金属——镍。我们在印尼有很多红土镍矿，那里是镍钴的伴生矿，但钴对不锈钢是有害因素，之前把钴提出来卖给其他公司。在不锈钢行业我们已经是世界第一了，怎么能够把资源充分利用起来，综合考虑了很多，电池的三元材料里会用到镍和钴两个重要元素，所以就投资了瑞浦能源做锂离子电池。
瑞浦能源虽然成立的比较晚，但是发展速度还是比较快的，我们在2019年的销售额是3.2亿，在去年的销售额是12亿。2020年动力电池出货量接近1GWh，全国排名第八位，而去年我们公司的总出货量在1.6GWh，其他应用包括商用车，特种车辆和小储能市场。
青山做新能源行业也有它自己的长远规划，因为不光投了瑞浦能源，在前端的资源方向也做了规划。但是目前我们只做矿产资源和电池，中间包括原材料的一些生产和加工，通过跟我们的合作方，包括国内比较优秀的企业，一起来合作的。
上面提到了镍钴伴生矿，我们今年和华友钴业共同推出高冰镍技术，能够把镍的含量提升到70%左右，后面加工纯度较高的硫酸镍和硫酸钴是非常方便的。我们和国内很多前驱体厂家都有深度合作，他们也在我们印尼的工业园区建立了相关的工厂。第二个是石墨资源，因为在我们在印尼是一个孤岛，自己要发电，所以发电厂有很多煤炭资源，副产品很多煤焦油，煤焦油的可以用来制作针状焦，针状焦又是人造石墨的原材料。人造石墨这块目前和国内TOP5的负极厂签署了战略合作协议，共同在印尼建造一个比较大的石墨化工厂。第三点是锂盐的布局，我们今年和法国一家公司准备开发南美的第五大盐湖，保证碳酸锂和氢氧化锂的供应。
我们现在业务布局主要是动力电池和储能电池两方面。我们做动力电池的时候也会考虑到它的二次利用。比如在动力电池中会设计一些长的模组，拆解之后会变成1并5串的小模组，这个电池可以用到通讯行业里，进行梯次利用。而电池退役之后的贵重金属回收，我们跟格林美有很好的合作。
这是我们的产能规划，我们一期温州的工厂累计产能6GWh，已经满产。二期温州累计产能26GWh，达产时间是2021年底。三期2024年底在温州要做到56GWh，四期2026年底在温州总产能要做到200GWh。实验中心投资了4亿多人民币，将于下个季度取得国家CNAS的实验室认证，有两条3PPM的中试线和一条电芯的研发线，同时有8000个点位的测试能力，充分保证了产品开发能力。
二、高安全长循环磷酸铁锂电池
这款50Ah的电池推出来非常久了，2019年1月份开始量产，累计出货量超过400万只，现在有很多客户，基本上国内排名前10的逆变器厂家都有跟我们合作，像阳光、首航、古瑞瓦特，艾罗等等，我们获得了很多的认证，比如IEC、UL、JIS的认证。但客户用这个电池的同时，对我们提出了更高的要求，要拿到日本经济产业省的SII认证。
SII认证主要有两条，第一个是用3毫米的钢针以8cm/s的速度贯穿电池，在随后的一小时内无冒烟。除了安全性的要求，还有循环寿命的要求，分10-15年不等，10年是3600周，15年是5400周，根据电池的循环寿命给你一定的补贴。
项目开展之前先进行gap分析。我们之前推出的50Ah产品安全性已经非常好了，针刺的时候是不起火、不爆炸的，但是还是不满足SII的不冒烟要求。目前，我们这款电池的循环寿命在4000周以上，但是达到SII认证最高补贴还有提升空间。
在针刺的时候相当于钢针把电池刺穿，会形成很多的短路点，最关键的影响因素就是电池的厚度。比亚迪的刀片电池也宣传说他们的电池做到了无明火、无烟，表面温度大概有60度。但是它的电池厚度是13.5毫米，我们这款电池的厚度是39.5毫米,厚度方向是刀片电池大概3倍左右，而且穿刺速度要比国标的速度更严格, 那我们怎么做到针刺过程中不冒烟的情况。
先分解一下，在针刺过程中，相当于一个钢针把电池刺穿，会产生大量的热，包括正负极的直接短接磷酸铁锂电池生产厂家排名，方面是电化学放电过程中产热，第二方面是短路点附近短路电阻产生的焦耳热。应该从下面三方面考虑，一个是正负极化学体系，短接的时候正负极活性物质活性要低，这个是时候产生热量要小。第二个是隔膜磷酸铁锂电池生产厂家排名，虽然现在普遍用了陶瓷隔膜，但是用了陶瓷隔膜不一定会满足不冒烟的需求，它的厚度，陶瓷隔膜的涂覆物种类都有要求。我们也尝试了一些新的东西，用陶瓷和固态电解质进行混合涂覆。第四方面是电解液，肯定要做一些优化，第一个是溶剂沸点的降低，我们要选用低沸点溶剂，还有添加剂的选择，有些添加剂阻燃但其对循环寿命影响很大，如何权衡需要进行评估。第二个小的方面是结构设计，在充分保证容量的时候，尽量做的薄一点，因为钢针刺穿的时候，总的层数会比较少，产热的总量会低一点，结构件的密封和过流能力也有考虑。最后整个针刺过程中的产热速率怎么样、电压变化怎么样，也需要我们进行研究。
首先进行了材料体系优化，我们做了一些大颗粒主材、小颗粒主材，对比了一下情况针刺的情况，是不是冒烟、是不是起火，表面温度大概上升多少。通过对比明显发现，活性物质的表面积越大，针刺开阀概率越高，开阀速度也非常快，电池温升也非常高。优化之后，采用一个正极负极表面积都比较小的体系来进行试验，进一步优化了隔膜和电解液。这两种不同状态的电池，针刺不冒烟的电池和针刺冒烟的电池，在平台上有一个很明显的变化。冒烟的电池电压平台很快下降到了0V左右，这时候肯定会产生大量的烟。而不开阀不冒烟的电池，电压平台非常稳，3.1-3.2V左右。蓝色的线是低产热的电池，它的产热速率非常慢。红色的线是冒烟的电池，很快达到了100度以上的温度，快速的对隔膜的稳定性有很大的影响。我们在这里做了充分的验证首码项目，也做了很多的实验。
这是针刺过程的视频，左边是我们改善前的针刺情况，钢针刺穿电池后的十几秒钟左右，防爆阀就喷开了，冒了很多烟雾。而改善后的电池在针刺之后，基本上没有任何变化，在后续1个小时的搁置过程中也没有产生明显变化。我们随机从产线抽取了5个电池，在完成针刺过程中可以看到，它的电压平台比较好的都维持在3.2V以上，，表面温度在50度左右，基本达到了我们设计的预期。
第二，循环寿命。安全性能做的非常好之后，电池的循环是否满足15年补贴的要求。从理论上讲，材料体系优化之后，循环应该是有一定改善的。这款电池从2020年1月份开始测试，到现在已经测到了3600周左右，保持率大概在90%。我们预测这款电池的寿命应该在6500周左右，能够满足SII最高的15年补贴要求。
最后我们这个项目的大概时间情况，从去年10月份开始做认证立项，一直到今年的1月份左右，认证机构开始做这个实验，而且由于疫情的原因，这个实验开展速度也是非常慢的。一直到今年6月份，在上个月上海的光伏展上正式拿到了证书。这个证书的获得有很大的意义，我们客户用这款电池做储能产品，卖到日本市场的时候可以申请补贴，售价也可以卖得更高。
三、小结
以上是我们做了一些细分领域的工作，把磷酸铁锂电池的安全性提到更高的水平。综合而言，瑞浦能源拥有自己的核心专利，同时背靠青山实业，青山实业整个新能源板块的全方位布局非常有利于瑞浦能源长期的发展，我们作为电池新势力，在电池的浪潮中发展非常快。
最后，欢迎在座各位有空去我们温州工厂或者上海研发中心莅临指导，谢谢大家！
