近年來，在全球3C鋰電池市場日趨成熟的背景下，動力鋰電池已經成為新的引擎，帶動整個鋰電產業(yè)鏈快速發(fā)展，預計未來幾年國內對動力鋰電池的需求將快速增加，全球鋰電池設備市場也會逐漸向中國轉移，中國也將成為最大的鋰電應用市場之一。隨之，鋰電檢測領域的多年深耕也迎來了新的發(fā)展機遇。那么當下鋰電產業(yè)鏈對鋰電檢測的需求如何?鋰電檢測市場還有哪些亟待解決的痛點?鋰電檢測的未來市場在哪里?近期，91儀器信息網(wǎng)采訪了納凡檢測技術(上海)有限公司創(chuàng)始人周健博士，就這些問題進行了一一解答。

納凡檢測(上海)有限公司為卡爾伯克科技咨詢(香港)有限公司的下屬實驗室，由幾位年輕的海歸科學家于2018年創(chuàng)立，致力于為中國本土和跨國科技生產企業(yè)提供比肩世界一流實驗室的制程研發(fā)以及失效分析測試服務。與傳統(tǒng)檢測服務公司不同的是，納凡所有咨詢師均在美國頂尖名校理工領域獲得博士學位，具有極強的跨學科跨平臺進行知識整合的能力。

納凡檢測技術(上海)有限公司創(chuàng)始人周健博士

創(chuàng)始人周健博士于2014年畢業(yè)于美國加州伯克利大學材料工程系，懷科技報國的愿望回到上海從事科技咨詢行業(yè)，為諸多世界級客戶提供深度的材料分析和失效分析服務。在此過程中，周健目睹國內科技咨詢和檢測服務領域因人才資源分散，資質門檻林立等條件的制約，無法為一流的人才提供跨學科的綜合性平臺的現(xiàn)狀，故聯(lián)合眾多海歸校友以及天使投資人于上海創(chuàng)建了納凡。

周健認為，精英的人才理念是納凡的最大優(yōu)勢。憑借創(chuàng)始團隊高起點的學術背景，納凡在創(chuàng)始之初便與國內頂尖的科研院所和大學建立了密切聯(lián)系，并積極探索如何將最先進的材料表征手段運用在為客戶解決在產品生產中遇到的實際問題。同時，納凡在工業(yè)界和學術研究機構積極拓展外部顧問，其龐大的顧問團隊包括了國家實驗室首席工程師，世界知名科學儀器應用專家等，為納凡團隊提供行業(yè)見解。

納凡檢測實驗室/辦公室一角

作為一家高起點科技服務公司，納凡坐落于上海虹橋商務區(qū)，通過機場和高鐵與長三角珠三角科技企業(yè)緊密相連。目前公司尚處于初創(chuàng)階段，擁有掃描電子顯微鏡(SEM)、氣相質譜儀(Py-GC\MS)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、動態(tài)熱機械分析儀(DMA)、差示掃描量熱儀(DSC)，卡爾費休水分儀，冷凍聚焦離子束切割 (cryo-FIB)，電化學工作站，電池循環(huán)測試系統(tǒng)等，固定資產過千萬。公司目前與眾多國內Tier One消費者電子產品制造商開展業(yè)務合作。

鋰電池的主要消費群體之一為眾多消費者電子的生產企業(yè)-尤其是大量的中小型生產企業(yè)。鋰電池對于他們來說，除了價格和基本的技術參數(shù)，其安全性和可靠性幾乎是未知的。一旦發(fā)生安全問題，這些生產企業(yè)無法通過自己的技術團隊去快速的甄別失效原因，并采取合適的對應措施對未來批次的電芯進行有針對性的監(jiān)控，導致安全隱患無法消除。周健表示，針對鋰電池應用行業(yè)的痛點，納凡檢測專攻鋰電池在使用中的安全性和可靠性，為客戶提供定制化的分析服務。結合自身團隊的背景，通過對失效電芯進行root cause analysis, 并對參比電芯進行深度的理化測試，以找出癥結所在。

對于劣化電池的代表性理化分析

據(jù)介紹，在鋰電池分析行業(yè)，納凡可謂擁有一個跨界團隊，如結合他們在消費者電子產品領域的經驗，主打從系統(tǒng)的角度去理解電芯的性能和失效，而非將分析局限在電芯本身。典型案例為某電動滑板車廠商發(fā)現(xiàn)其電池組在消費者使用一段時間后出現(xiàn)了個別電芯自放電增高的現(xiàn)象，而懷疑是電芯廠商的質量管控問題。而納凡在接到該項目后，對失效電芯進行交流阻抗譜分析和惰性氣氛拆解后，排除了因顆粒物夾雜或鋰枝晶生長造成的軟短路。通過進一步研究客戶電池組的散熱和功耗情況，發(fā)現(xiàn)其獨特的配組方式和剎車充電模塊的介入，有可能在某些低內阻電芯上通過超規(guī)電流，導致其電芯正極集流體附近出現(xiàn)了過百攝氏度高溫，局域的SEI膜發(fā)生了分解導致了上述現(xiàn)象的發(fā)生。納凡進一步對可疑發(fā)熱區(qū)域的負極材料進行了惰性氣氛提取和DSC分析，為客戶證實了上述失效模式?？蛻粼诹私饬嗽搯栴}后，通過限制超規(guī)電流，提高電池組散熱效率方面迅速改進其電池組，避免了大規(guī)模產品召回的風險，產生了可觀的經濟效益。

鋰電檢測設備除了生產制造環(huán)節(jié)必需的電芯分選檢測系統(tǒng)、充放電檢測系統(tǒng)、保護板檢測系統(tǒng)、線束檢測系統(tǒng)、BMS 檢測系統(tǒng)、模組 EOL 檢測系統(tǒng)、電池組 EOL 檢測系統(tǒng)、工況模擬檢測系統(tǒng)等外。鋰電新技術研發(fā)、開發(fā)也離不開各種分析測試儀器，如電鏡表征鋰電正極材料或包覆材料結構及形貌、熱分析儀或 X 射線衍射儀分析鋰電正極材料結晶性能、粒度儀及比表面儀器分析鋰電正負極材料粒度、孔徑等。當問及常規(guī)科學儀器與大型鋰電檢測系統(tǒng)設備在檢測需求及應用場景上有哪些不同?周健認為，大型鋰電檢測系統(tǒng)設備可以幫助我們在統(tǒng)計意義上了解大批量電芯的性能參數(shù)，再現(xiàn)失效工況，并為進一步的科學儀器研究提供有價值的指導。從本質上來說，二者相輔相成，缺一不可。

對于發(fā)生內短路的18650電池的高精度CT分析

接著，周健補充道，納凡更傾向于圍繞具體問題制定高度定制化的測試分析方案，而非像常規(guī)的鋰電檢測機構的固定的檢測流程。我們通常會使用工業(yè)高精度CT對問題電芯進行無損剖析，使用電化學阻抗譜(EIS)了解其內部劣化信息，必要時還會對電芯進行拆解，運用綜合的理化分析手段(SEM/EDS, DSC, FIB, TEM/EELS, GC/MS)對電極材料，隔膜材料，電解液和集流體進行分析。

鋰電安全研究最大的挑戰(zhàn)在于熱失控事件的極低的概率 (目前成熟廠商的電芯失效概率在ppm級別)和不可預測性。起火燃燒后的電池內部結構及化學組分被嚴重破壞，導致可靠的逆向根因分析幾乎不可能完成。這對鋰電安全分析機構提出了新的挑戰(zhàn)，即我們必須有針對每一種電池平臺的系統(tǒng)性測試，總結歸納其可能的失效模式，預防性的建立數(shù)據(jù)庫以進行失效時的比對(即失效模式的正向模擬)。據(jù)介紹，納凡聯(lián)合上海地區(qū)某國家鋰電研究所，正在有序的開展該方面數(shù)據(jù)庫的搭建工作。

對于鋰電檢測機構的未來市場，周健認為，鋰電產業(yè)在未來勢必蓬勃發(fā)展，并滲透到更多的生活應用場景。與此同時，對電池的安全性和可靠性都提出了更高的要求。國內鋰電檢測，尤其是深度的分析方面尚缺乏權威機構，所以納凡希望能與眾多科研院所以及國內外檢測機構一起開拓這方面的市場。由于鋰電研發(fā)迭代速度快，許多之前尚處于實驗室階段的成果(例如高壓電解液添加劑，正極材料包覆)正快速的被運用到商用電池中。所以對檢測分析機構的研發(fā)和學習能力提出了極高的挑戰(zhàn)，而這正是納凡的優(yōu)勢領域所在。

針對以上鋰電檢測市場發(fā)展背景，周健表示，納凡目前有兩大發(fā)力方向，一是在鋰電池安全與可靠性方面測試方面持續(xù)的投入資源，研發(fā)新的檢測技術并推動其商業(yè)運用。二是運用公司與鋰電池表征和測試相關的資源，繼續(xù)為國內外客戶提供一流的綜合性材料研發(fā)以及失效分析測試服務。在人才培養(yǎng)方面，納凡希望為國內外的理工科背景的青年博士們提供一個跨學科的舞臺施展自己的才華，在中國建立一個現(xiàn)代化的高端科技服務集團。

后記

鋰電產業(yè)蓬勃發(fā)展和廣泛應用的背景下，鋰電安全問題已逐漸成為廣大用戶關注的焦點，相關檢測機構便成為助力解決這一問題的平臺之一。而縱觀中國檢測機構市場，專注鋰電檢測的機構并不多，而針對鋰電不同應用場景深度定制化的檢測機構更是缺乏。在此背景下，以“定制化”、“深度分析”定位的納凡檢測的出現(xiàn)，或映射了鋰電檢測精細化藍海市場的悄然開啟。