深圳市創明新能源股份有限公司創明研究院院長楊俊
24日上午，深圳市創明新能源股份有限公司創明研究院院長楊俊做題為“鋰電非線性快充方法研究與探討”的演講。
以下是楊俊發表演講的主要內容：
一、EV用鋰電面臨的挑戰
（一）新能源EV的發展趨勢
據估計，至2025年，我國新能源汽車產能將達到300萬輛，動力電池需求量將達到1500億Wh
新能源EV的迅猛發展給鋰電行業帶來巨大需求和發展機遇
（二）EV用鋰電面臨的巨大挑戰
國家出臺了一系列的標準和政策來引導和促進鋰電池行業的發展：
1.2015年5月，工信部發布 GB.T31484/5/6-2015 電動汽車用動力蓄電池循環壽命/安全/電性能要求及試驗方法。
2.科技部發布《新能源汽車試點專項2017年度項目申報指南建議》，按照6個創新鏈(技術方向),共部署38個重點研究任務。專項實施周期為5年(2016-2020)其中，明確了EV用高安全高比能鋰離子電池技術(重大共性關鍵技術類)指標要求：電池單體能量密度≥300Wh/kg,循環壽命≥1500次,成本≤0.8元/Wh,安全性達到國標要求。
差距較為明顯，革命尚未成功！
主要研究方向：安全、成本、能量密度、循環壽命、易使用性等。
（三）CHAM分享的研究課題
課題名稱：EV用鋰電非線性快充方法研究與探討
課題目的和意義：在高能量密度的基礎上，實現快速充電與電池循環壽命性能的平衡，通過降低電池的充電時間，提高EV的易使用性。
二、EV用鋰電快充研究成果分享
（一）分享前需弄清楚的問題
①鋰離子電池到底適不適合非線性充電研究？
②哪種電池模型更適用于鋰電非線性充電研究？
③影響鋰離子電池性能衰減的機理是什么？
（二）為什么是非線性
1、充電的電化學反應過程中，正極電位上升，負極電位下降，常態現象是非線性的。
2、充電過程正負極電化學參數（阻抗等）變化的常態現象也是非線性的。
3、鋰離子電池充電化學過程特點表明其適合做非線性研究。
鋰離子電池充電特點：
（三）模型1基礎模型
該模型過于理論化，難以在實際中得到有效應用。
（四）模型2宏觀3D模型
在實驗設計上更多了借鑒了由Kim和Smith在美國國家可再生能源實驗室（NREL）研發出的一種3D電池模型。
該模型能較精確的從宏觀狀態參數體現電池在充放電期間發生的電化學過程、熱力學及熱質傳遞擴散過程的分布式的、三維的性質。
（五）電池性能衰減的機理
（六）電池性能衰減類型的總結
（七）鋰電快充研究的方向和典型案例
鋰電快充研究的主要方向有新材料研究、電極結構研究、充電系統研究等。
（1）新材料研究：
（2）電極結構研究：
汽車充電5分鐘跑480公里
以色列StoreDot公司
多功能電極技術（multifunction electrode，MFE）
計劃2016年推出電池的原型
（3）充電系統研究等：
手機充電5分鐘通話2小時
OPPO VOOC技術：本質是增加充電電流
(OPPO N3手機電池容量：3000mAh)
已實際應用
（八）非線性快充研究實驗方案
DOE實驗設計目的：在充電的每個電壓區間范圍內找出最優的離子通道下的最大電流。
理想的實驗方案：將充電電壓范圍3.0-4.2V劃分為盡可能多的區間，并對各區間進行不同充電電流的實驗驗證，如下圖所示：
初步實驗方案：鑒于實驗條件以及時間要求等方面考慮，結合以往經驗，我們選取了如下的實驗方案作為代表。
實驗對象：CHAM 2.9Ah 動力電池（所有CV充電截止電流為0.02C；1C放電至3.0V）。
（九）非線性快充時間曲線圖
使用階梯充電方式可節省充電時間20%-40%。
（十）非線性快充方案電池循環圖
方案中充電制度對循環壽命影響不大。
方案7是較為理想的快速充電方案，循環性能相當，充電效率提升31.7%。
（十一）實驗結果與討論
非線性快充技術能顯著縮短電池的充電時間，為何沒有得到得到普及和有效應用？
A.非線性快電技術應用的難點在于其異常復雜的BMS管理系統，尤其是需要BMS針對不同企業、不同化學體系的電池進行深入的定制化充電方案設計。
B.BMS設計的理想的研究方向是具備智能化自主學習和優化“不同電池充電特征參數”的性能。
（十二）結論
1.非線性充電技術在不降低鋰電性能的前提下能提高充電效率20%-40%。
2.該項技術要得到有效應用需具備以下兩個條件：
①電芯企業必須足夠了解自身的電池性能；
②BMS和電芯企業必須進行深入的合作。
（十三）新能源行業展望
合作才能共贏！
三、CHAM公司簡介
①13年來唯一一家只做18650的企業，國內最早的量產18650的企業之一；
②124名本科以上研發團隊65項專利技術；
③新能源裝車超過35000臺；
④第4批進入《汽車動力蓄電池行業規范條件》目錄的企業；
⑤擁有東莞、深圳、惠州3大制造基地；
⑥資深韓國專家領銜的制造團隊...
