淄博博一新能源科技發展有限公司董事長 趙耀華

聚焦“技術應用雙創新，規模儲能新起點”，通過組織主題演講、展覽展示、創新大賽、專題研討、項目考察、新品發布、技術交流等多種活動，多維度精準對接全球儲能市場與應用，助力中國儲能企業與國際接軌，為儲能企業搭建與政策制定者、規劃者、電網管理者、電力公司、能源服務商的交流互動平臺。2019年5月18-20日，中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”，淄博博一新能源科技發展有限公司董事長趙耀華在會上發言。

我是來自于博一新能源的趙耀華。我今天給大家分享的題目是“基于高效熱導材料鋰電池熱管理系統。

大家知道，不論是鋰電池還是儲能系統，熱管理是電池的安全、壽命以及運行很重要的關鍵技術。我今天講的片子主要是針對于鋰電池包的熱管理技術向大家做一個匯報。

動力鋰電池包和儲能系統，除了在重量、體積等方面以外，其他的都是一樣的，我們動力鋰電池包在體積或者重量密度上要求更高一些，儲能系統對重量或者密度方面要求更低一點。但是在循環次數方面，動力鋰電池包在壽命周期內大概最多也就是1000-1500次的充放電，但是對于儲能系統，充放電的次數單充單放或者兩充兩放，對于我們商業的充電系統，充放電次數都要接近一萬次才能夠回收成本，因為我們現在鋰電池的成本，特別儲能系統以后，我想在明年能不能達到一度電1200-1500之間，即使按照1200來算，一度電商業儲能峰谷價差6毛錢，靜態的投資回報期也要5年左右，所以他的壽命是非常關鍵的。

最關鍵的問題，鋰電池的在使用過程中的安全問題。最近電動車發生了很多事故，除了裝機造成的機械式的破壞以外，很多是自燃造成的事故。包括我們在國際上最受關注的特斯拉，在熱控技術方面做的最好，他的車輛也發生了好多次自燃。

分析一下自燃的原因，機械的不說了，因為是不可抗力或者外界沖擊擠壓之下造成的破壞，主要說一下電化學的誘引，局部熱失控造成的電池的燃燒的問題。主要是因為電池里邊有一些雜質，這是主要原因之一。在充放電的時候會造成下面的情況。最終導致局部的溫度升高，在溫度不能夠控制的情況下會造成電池內部的膨脹以及破裂，從而產生自燃。目前是在汽車領域，電動車里面，熱管理技術是熱能，熱能是在停車的情況下，熱能會停止運營，一旦發生劇本的溫度升高，是沒有辦法把部分溫度降下來，或者把熱量導出去，這是一般停車的情況下發生自燃，我們認為這是主要的誘因之一。

熱管理不好對動力鋰電池包，對壽命產生及其重要的影響，首先溫度不均勻問題，這個問題在國內目前認識程度不是很高，電芯單體內部以及單體之間溫度的變化，溫度差會對電池的壽命產生很大的影響。還有高溫問題，這一點大家比較清楚，溫度超過一定的范圍以后，壽命會衰減。還有一個是低溫問題，主要是在北方，充放電都會受到很大的影響，這個大家都比較清楚。

分享一下我們在做的測試結果。比如說我們在一個封閉的小空間里面做一個模組，電池，在25度的情況下，升在充電的時候溫度達到43度，這是一個小的模組，在電池包里面溫度比室內更個高。

低溫情況下，比如說零下10度以下，基本上磷酸鐵鋰無法進行的充放電。這是我們現在的熱管理上面的一些問題。

目前動力鋰電池包有哪些熱管理技術？我想下面展示一下，首先空冷技術，在儲電系統里面大家已經用到了，但是在動力鋰電池包，因為防護等級要求比較高空冷技術從防護等級角度來講很難用，空冷的情況下，進風口溫度比較低，出風口溫度比較高，溫差比較大，國際上不采用這種技術。國內流行的是液冷技術，大家知道特斯拉的技術，我們定義為全表面液冷技術，電池包里面，原來是18650現在是21700，每一個表面都會有一個冷卻管，能夠保證電池的溫度差基本維持在3度-5度以內，號稱3度，電池包里面電芯溫度差不超過3度。這樣能保證他們的電池在運行25公里以后，衰減程度不會超過5%。

還有底版熱冷技術，這是國內比較采用的，液冷技術在電池包下面底版下采用液冷板，通過防凍液把上面的溫度帶走。問題是電芯的溫度差，因為時間關系不講太多了。

這是另外一個通用汽車，也是全表面液冷技術，因為液冷底部焊接點太多，目前沒有商業化。

總結一下：目前現在第一，電池一般采用液冷技術，一個特斯拉的液冷技術和國際和國內采用的底版液冷技術。我們現在給大家展示的是我們利用新材料，表面上是一個鋁材，這個材料里面有十幾只獨立運行的微熱管，這個材料導熱性能是鋁材的5000倍，是石墨稀的200倍，利用這個導熱材料可以把電芯的熱量很快的導出來，如果沒有這種材料的話，用于普通的鋁板夾在電芯里面一個電芯里面溫差可以達到17度。采用我們的材料以后，可以實現電芯內部溫差在3度以內。

我想把這個圖片展示一下，采用我們這種冷卻技術以后，可以實現電芯的溫度差在3度以內，同時在20分鐘之內把負20度的電芯可以加熱到0度以上，加熱到0度以上屬于正常狀態，本身冷卻系統耗能非常小，我們是兩套冷卻機制，在室外溫度比較低的情況下采用風冷。同時在高溫的情況下，我們用液冷給電池冷卻一下，能夠把電池溫度控制在35度以內，這樣保證電池壽命達到理論壽命。旁邊有個產品展覽，大家如果有興趣的話可以去交流。

大致方式，跟我們實際產品有一定的區別的，我們在電芯之間布置導熱材料，把熱導到電池包外面來，在外面通過風冷和液冷的方式，能夠保證跟電芯完全物理隔離，所以安全程度是比較高的。這是材料的一個特點，導熱性能非常高。原理是熱管原理。

我們材料在將近100度的熱水里面，同時將我們的材料和一個鋁板放在這個熱水里面，在一米左右的高度上面測它的溫度，左邊是普通的鋁板，右邊是我們的材料，在幾秒鐘內溫度上升到80多度，這邊的溫度基本上沒有變化。

時間關系，我就講到這里。