2017年3月1日由電池聯盟、中國電子節能技術協會電池專業委員會主辦，中國電器工業協會、中國高科技產業化研究會、中國電子節能技術協會、北京理工大學支持，佛山市金銀河智能裝備股份有限公司協辦的大型公益“綠色能源·智能制造”暨動力鋰電池技術進展與智能裝備升級應用論壇上，在下午的金銀河專場中杭州南都動力科技有限公司總經理李小平先生與參會人員一起討論了《電極漿料的若干問題討論》，以下是根據速記整理的文字，未經本人審核，僅供參考。
 
我認為協會這么多年為鋰電行業做了非常突出的貢獻，給大家提供了非常好的交流平臺，工作也做得非常出色。從用戶的角度來講，其實我沒有那么多用戶的報告，我只是就幾個問題來探討一下。為什么呢？我沒做特別深入的研究，第二我不知道我的看法和理解是否正確，第三今天肯定也有不完善的地方，所以我針對漿料來做。我做事喜歡把事情做分類，我們來看鋰電，我們要想一想鋰電都分成那些類型，我分成直觀類型和非直觀類型。我們可以想一想，非直觀類型是什么？其實就是混料。做了很多年的混料，我十幾年前就做，想去判斷，得出的結果總是似是而非，后來與其這樣不能換一個做法，我們必須尋求更好的原理來解決，他們哲學思想就是笛卡爾的思想，當你不能判斷問題真偽的時候，最可靠的方法就是人類天生的模式識別的功能，每個人都是這樣做的，但是我們主動把它應用在研發、技術、生產和實踐當中，它會發揮更好的作用。混料的過程為什么我要強調呢？因為我自己理解，一個電池做得好壞70%在前面的電極，而電極的70%我認為是混料的問題。
    既然說到分料，包括我個人理解，一切原因取決于在什么地方呢？就是黏度。到底是不是黏度最關鍵的？我們就黏度來說一下關鍵參數是什么，我們的設備應當怎么做，我們的功能應當怎么選。
    對運動學分析以后，我們得到了應變速率張量。得到了應變數據張量以后，它跟速度的分量有關系，對不同坐標軸的數據梯度有關系。我們做了一個平板，假設只在X方向流動，在外方向有高度的時候，最終我們認為這是一個維度。這個時候我們把應變速率分量，把它整合一下，就得到一個公式，我們最常見的黏度怎么來的，就是切變應力和切變速度之比的系數就定義為黏度。把這個叫做應力，就是黏性系數乘上一個速率梯度。實際上整個過程就是按照這個過程來進行的。
    我們漿料要做到什么呢？第一要均勻化，要讓不同的粒子、組份迅速在整個體系里面達到一個均勻混合的過程。這個對我們的攪拌機來講不應該是一個大問題。還有一個就是顆粒要形成的良好性能，我們必須不能有團聚的現象。根據這個公示，要打開這個顆粒怎么辦呢？我們怎么施壓力呢？是在流體上來施加的，就要對顆粒施加減輕用力，這樣一個減輕用力就是這樣的一個公示，粒子就會錯開。一個是相向，一個是黏度、速度和梯度。在黏度、速度和梯度里邊我們怎么去選擇呢？顯然你要獲得很高的速度、梯度是可以的，但是難度會比較大。在這里邊我們增大任何一項，都會對材料有一個很好的分散效應。在整個流體系統里邊，假設流體是不可壓縮的，在方程里邊就有一個對流向，什么叫對流向？你任何傳遞的過程都跟流體的速度有關系，肯定速度越高，對流越快，但是這個速度對粒子的分散并沒有幫助，但是對能量比如你要冷卻，這個時候速度是非常有價值的。另外流體力學里邊，是一個一維管道，當速度比較大的時候，黏度比較小的時候，管道的流動會變成湍流的概念，湍流就是亂流，胡亂流開，一會兒往前走，一會兒往后走。這個是用雷諾數來表示，你黏性率越高的時候，意味著你的成流可能性越好。但是你想獲得很好的分散，你要盡量形成成流，形成良好的速度梯度，把這個粒子做成最好的成流分散。這是德國最著名的流體力學管家普朗特提出來的邊界層概念。當我們形成亂流的時候，對粒子空間迅速傳遞是非常好的，但是對小顆粒的打開是沒有好處的，因為粒子會隨動，這個粒子如果表面受力是0的話，對粒子的分散沒有任何幫助。這是大氣的航天飛機上發現的，大氣里面的湍流運動方式和亂流的運動方式，因為空氣的黏度非常小，所以非常容易形成這樣的概念。我們的漿料黏度比較高，但并不足以。很多人沒有辦法，為了解決早期分散的問題，甚至上了高速分散，甚至上了砂磨機等等這樣的概念。對于混合來講就是這樣，這是霧霾圖，如果速度非常快的話，一下就散了。今天從北京過來天氣非常好，因為這兩天刮風了，但是我們可以發現，不刮風的時候霧霾根本不散。這里我們要匹配好設備的選型、設備的研發、工藝過程當中如何去定義速度和黏度這樣的一些概念。當然了，在分析運動學的時候，粒子還有旋轉，我們叫斡量，粒子一旋轉，減輕用力肯定就降低，肯定就分散了。
    我們這么多年走過來的路，我98年開始做電池，那個時候也沒有什么攪拌機，99年我買混桶做混料。怎么辦呢？我們有打蛋機，把漿料放到里邊。后來發現不行，國產的簡陋的攪拌怎么也做不好這個電池，大家研究配方，有時候好，有時候不好。到了2004年我們上了幾十升的為高黏度手混料，到了90年代雙行星就成了主流了，包括大型化、高功率、干混、高黏度、高轉速。到了后來的德國錐體磨，砂磨機也用得比較廣泛。最近又出了Promlx，解決納米材料分散問題。現在設備性能有了比較好的提高。
    還有更新的方法嗎？剛才金銀河進行了介紹，我們也接著介紹介紹吧。這是一個我們行業很有發言權的人物。當時我在分析攪拌系統究竟怎么做比較好，從成本、效率、能耗、人工、效果和原理做了比較細致的分析，然后才做了一個決定。決定以后就上自動生產線。最初我擔心的是什么？不是它不好。為什么我要做這么多工作呢？首先我要在現有的原理上，無論在數學上和物理上它必須是成熟的，是我們可以接納的，是我們承認的，是符合牛頓力學的，否則我才敢用。實際上第一次試驗一點都不好，結果你們看，大大小小的顆粒在這兒。但是我并不擔心這個，其實我最擔心的是這個機器的“時間”問題。什么是“時間”問題呢？這個機器料進去以后幾秒鐘就出來了，跟我們想像的不同。我們一個大的攪拌機，雙行星的也好，其他傳統的也好，要攪幾個小時，一直轉，這個是這么快的時間，這是讓我最擔心的。它的這些原理我都有辦法解決，都沒有問題，但是這個“時間”是它的固有屬性，所以我一直比較關心。于是在這個問題上做了很多的想法，去類比、去思考這樣的東西我敢不敢用，它究竟好在什么地方，這些問題會不會存在。為什么？原理性的東西不是一兩次試驗能夠解決的。如果說我沒把這個道理搞清楚，一兩次試驗好了，我怎么能多少次里邊出現一次不好的情況我該怎么辦。從這樣的角度考慮，所以就進一步做了工作，把所有相關的本構方程做了一遍分析。胡客定位、牛頓內摩擦定律、歐姆定律、費克定律、傅里葉定律全是在特定的梯度下進行。如果這臺機器具有這樣的特點，那么它在整個系統里的原則上應該是沒問題的。微分方程僅僅做了一個平衡的表述，但是真正決定微分方程的具體方式全是本構方程。由于本構方程在形式上是一樣的，所以我們得出來的電場、溫度場等等在形式上是一模一樣的。考慮到這里，我還是考慮“時間”的問題。我又在想，我們生活當中是怎么做的。我們都會包餃子，我們首先剁肉，我們是大塊肉來剁，這是一種隨機過程，跟整體攪拌非常相似。你需要的時間長，需要通過長時間的攪拌，讓每一個部分都能受到充分混合攪拌的概率是多少，這個可能性是多少。我們看一看連續的家用的攪肉機，大塊肉放進去就聯系出來，出來的肉是一條一條的，正好體現出來我們聚合物體系通過這樣系統的過程時候，一開始出來的黏度確實是這樣的。另外包包子，為什么要使勁揉？水一下子倒多了肯定就不行。按照這樣的原理，02到03年的時候我用手去混料，我就想試一試是不是這些理在起決定作用。確實做了幾個，效果真的挺好，但是這個手不能長期做，我們也舍不得我們的手。通過走到這兒，我判斷還是可以繼續往下走。再往下走是雙混合，可以這樣理解，每一份料通過連續的都通過這樣的一個片均勻的過程，我把每一小塊肉都剁好了再合起來。生活常識與工程有非常相近的地方。這個混料就差一個涂布。這個攪拌機可以攪到什么情況？黏度是多少我們已經很難去計算，已經是一個半固態。這個是我做兩三年做的電池，做好的極片包起來，這個電池不就出來了嗎？當然了，這個電池的產生其實還跟三水有點關系，三水有個荷花世界，我在荷花世界看了這樣一個叫黃連的荷花，我說電池可以做成這樣。做電池和做飯有區別嗎？你看，我就是一個廚師，拿料攪拌攪拌，切著切著，卷著卷著，包起來，就變成一個電池。它不是嗎？它真就是這樣。
    電池的冷卻系統，電池排著一堆，怎么進行冷卻呢？在飛機上每個人都有一個噴嘴，我說能不能給每個電池也加一個噴嘴呢？這個系統并不復雜，結果我們真的就做了這樣一個系統。我不鼓勵大家去做，大家就是聽一聽，把它作為研發也好，作為什么也好。這是它的測試結果，幾個電池放在一起一致性，包括溫度的一致性、電流的一致性和溫度的變化，這個也是從別的行業理解過來的，其實道理都是一樣的。
    我們再想，現在人工智能時髦，不是時髦，它就是有用。確實二三十年前我就在關注這個，那么未來的裝置，我們不說整個鋰電池的制造，我認為未來的裝置至少要有三個要點必須考慮，第一是智能VI，第二是非線性，能處理非線性的問題，第三是知識應用，這樣的話我們整個制造系統、設備開發才能走得更快，才能走得更好。以前我都是做完了什么去跟大家說一說，但是現在時代進步很快，行業的成長非常快，年輕人的進展更快，像我這樣的已經日落西山慢慢被淘汰了，現在變成我想做的東西了，已經不是我能做完了。還想做點什么呢？還是針對流體動力學、從混料的角度出發。
    深度學習。到了2015年，一開始的文章一年只有幾千個，累積到2015年的時候，整個文章發表已經累積出來將近25萬篇。另外，我們沒有好的辦法去檢測我們的過程，我們所有的試驗得出的結果全是是而非的，沒有一個真正能夠指導的。我就在想，我可以看嗎？我可以檢查這個極片嗎？這個工作很難，這個工作下一步一結合，就是我們的識別體系。為什么要這樣做呢？如果我們真的要做深入學習，我們輸入什么，我們中間的隱含節點做多少個，我們要輸出什么。比較成功的例子，就像多層的節點形成的深度學習，最后這里有貓臉的節點，最后真的輸出了一個貓臉，這是我們在未來必須要考慮的，其實它可以用到銷售、行業預測、金融風險預測、銀行業、房地產、制造管理等等，我認為都沒有問題。我們的數據就是海量的，就一個攪拌機的數據已經用不完，但是你無法提取這樣一個數據。谷歌時代獲取知識不是困難的問題，但是能夠把這些數據真正理解，用來指導我們下一步的方向，這才是困難的。
    知識方面有三種學派，一種是所謂的邏輯學派，或者叫思維學派，另一種學派就是知識學派，知識越多，這個系統就越好。還有一種認為不需要知識，可以通過達爾文理論進化的方式自然形成。
    攪拌系統還有得做嗎？我一直在考慮一個問題，我也想做，看看是跟誰合作。當流體繞流的時候，會在后邊形成一個一個的漩渦，這也就是黏度所起的作用。從速度和黏度上來看，黏度更為有效。我們這個漿料是非流的牛頓流體。這里面有很多不同的流體，什么意思？隨著時間的改變，這個黏度或者應力有所變化。比如我將來想做非常高的固含量，我又想得到非常穩定的涂布效果，我怎么做呢？我最好選擇這樣的流體，當我很高速度來做的時候，它的黏度很小；一旦涂過去以后，黏度立刻變得很大，它就穩定了。其實汽車噴漆日常用的都是這個道理。你想流瓶，刷的時候很好流動，但是你一刷完，它馬上就貼上了。如果我們說用這樣的方法，通過設備、通過材料的改進，比如我們的分散機，我們是否可以制造這樣的流體，然后用合適的設備來改變我們的電極制造過程，這也是我想做的一部分工作。雷諾數再大一點的時候，充分發展成混沌狀態，我再加上其他的事項，我只要一個泵，這個系統就自然形成一個很好的分散體系。并不是說以前有的東西我們要守著一輩子，我們還是可以去創新的。我們將人工智能和這幾項合起來，這樣的做法我們才能夠在裝備和設備上在工藝上取得更大的突破。
    鋰電制造也是一個成熟行業，有錢公司也很大，大公司也很多，但是技術創新、技術競爭未來的點在什么地方，我自己也拿不準，我只是想告訴大家我想做的一些和準備的一部分，但是也有可能做不完，非常非常地困難。
    最后一個問題，2009年是第二次電動汽車熱的時候，我也是拿著這個東西到處跟汽車廠、電池廠聯系，怎么做電池，當時大家都說電動汽車不行，我說電池怎么做，管理系統怎么做，動力系統怎么做，車廠、電池都應該合并起來。其實我在說格局的問題，我們每個在座做電池的人，都必須要思考，因為你電池畢竟是一個部件，你在整個市場中的地位我們自己要對自己有充分的認識。去年挺有意思的，有一個叫動力電池的雜志，寫一篇文章，當時我就說格局的問題，我2009年就在討論格局的問題，應該怎么做，其實最早應該在汽車上，我找汽車廠，汽車廠說電動汽車不行，我就說你就等著這個市場拱手讓給比亞迪吧，我的預測是正確的，現在這些汽車廠哪個超過比亞迪？2013年證券部讓我到上海做報告，臨走的時候告訴我，重點講一講特斯拉，我還不知道特斯拉是什么，我趕緊去網上查才知道。特斯拉有什么和沒什么，沒什么不就是做電動汽車嗎？為什么讓特斯拉獲取了這么大的風投呢？我舉過很多例子，當時也提過南都，我說誰知道南都將來會做汽車呢？誰知道ATR將來也會做汽車呢？實際上南都我們也收購了一個汽車公司，華為也在動這一塊，做空調的大佬也在做這塊。我的意思不是說我們做電池沒成熟，我只是說成熟的制造業創新非常困難，但是你必須去創新，這樣我們的基業才能做得更好，才能做得更大。
    我就講完了，也沒有給大家做什么報告，謝謝大家，再次感謝協會！
 
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