2019年9月24-25日，万向一二三基础研发高级总监许梦清博士，参加了第四届新型电池电解质/隔膜材料技术国际论坛(ABES-4)，并在会议上，分享了“万向一二三在高功率以及高比能电池电解液的研究进展”的主题报告。来自中国、美国、加拿大、英国、德国、法国、日本、韩国等国家与地区的电池领域的300家企业、大专院校和科研院所的代表，500多位同仁出席了此次国际论坛。
会议现场照片
许博士首先介绍了公司的发展历程。A123成立于2001年，发展基于磷酸铁锂动力电池，是一家专业的锂离子动力电池制造企业。公司于2009年在美国上市，于2013年被万向集团全资收购。
万向一二三是一家全球化的公司，主要布局在中国、美国和欧洲。总部位于杭州，拥有规模最为庞大的全球生产制造中心，并设有材料研发、电芯开发、测试验证中心以及系统工程研发等技术研发部门。
公司在美国密歇根州的Livonia，设有欧美地区的销售中心和低压电池系统技术的研发中心。位于波士顿郊区的Waltham和Hopkinton，公司分别设有材料及电芯研发中心和测试中心。A123在德国斯图加特，设有面向欧洲客户的销售中心以及工程研发团队。2016年，公司在捷克建立了高功率模组组装工厂。去年年底，公司在英国建立了固态电池研发中心，与英国的科研院所以及汽车OEM一起开展固态电池的研发与应用。
万向一二三股份公司基础研发高级总监许梦清博士
2015年磷酸铁锂粉末团队成功研发出第二代材料——超级磷酸铁锂粉末材料。基于这个材料，A123研发出两款高功率的电池，第一个是12V的启动电源，第二个是48V的启停电源。A123的48V体系技术比较先进，占据的市场份额也比较大。充电功率密度可达16千瓦时，放电功率密度可达15千瓦时。
此外，电池的工作温度范围也很宽，涵盖-30到65℃温度范围。针对下一代产品，A123基于电池在高温存储过程中容量恢复率以及高温循环性能建立了与日历寿命的构效关系。优化配方，满足不断提升的认定寿命需求，可达十年以上。同时关注电池的低温阻抗，性能超越客户期望。
A123在高比能电池电解液的研发进展情况，主要基于两个化学体系，一个是高镍811和石墨体系；第二个是高镍811和硅碳体系。对于高比能量电池大家都想到的是提高电池能量密度，使它的单次充电行驶距离达到400公里以上。当然除了对行驶距离有要求之外，市场和客户还对电池其他的性能提出了更高的要求，如安全性能、快速充电能力等。电解液的研发工作对于电池正负极界面、安全性能以及快充性能等都具有重要的影响。
A123从以下三个方面去改善正极/电解液界面：第一是形成更加稳定的正极界面膜，第二是抑制金属的溶解，第三是锂盐的稳定。
基于以上机理的分析，介绍了811/石墨化学体系应用效果，目前电池高温45℃1C/1C循环了500圈（预期可以循环1600次循环达到80%容量保持率），DCR大约增长了13.5%。根据目前的数据，预测该电池性能优于客户的要求。在零下十度以1/5C充电，1/3C放电的倍率充放电的循环，电压范围是3.0到4.25V，循环了150圈后容量衰减大约在4%到5%。同样也进行了快充的循环，该电池在循环200圈后容量衰减3.9%，DCR增长4.4%，超过客户的要求。另外，该款电池还满足客户在充放电过程中电池温度不超过31.5°C的要求。除此之外，电池全部通过了全针刺、高温过充电、热箱、挤压等安全测试，并且都在EUCAR3或者以下。
今年，A123北美研发团队与美国IonicMaterials公司联合在固态电池的研发中取得了一个比较重大的突破。
简单介绍一下固态电池的研究进展情况，目前采用的化学体系是NCM811加上石墨，只是用固态电解质把传统的液态电解液取代掉。第二阶段的目标是把负极换成硅碳体系，能量密度大约在300到350Wh/kg；第三阶段的目标是把负极换成金属锂，能量密度可以达到400Wh/kg左右；到第四代产品就会采用新型的正极材料，再加上金属锂，能量密度可以达到400Wh/kg以上。
这项技术突破使得全固态电池有望在2024年大批量推向市场，固态电池在未来4-5年内将具有巨大潜力。
