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藍皮書論壇:固態電池到來前后的電池路線

2021-06-15 10:11:52 蓋世直播
汽車藍皮書論壇,固態電池,藍皮書論壇

6月12日,2021年第十三屆中國汽車藍皮書論壇的第三天。下午,

圍繞“固態電池到來前后的電池路線”主題,在真鋰研究首席分析師墨柯的主持下,孚能科技董事長王瑀,蜂巢能源科技有限公司董事長兼CEO楊紅新,寧德時代21C創新實驗室前瞻技術部部長郭永勝,安馳科技總經理、創始人徐小明、北汽集團副總經理廖振波等嘉賓展開了一場深度溝通。

就未來電池技術的發展方向,各位嘉賓達成了相對一致的意見——看好半固態電池。

孚能科技董事長王瑀認為半固態肯定是未來的發展方向,“誰也不愿意在生產電池過程當中有隱患,用了半固態電池,你的工廠再不會出現起火的問題”,終極目標還是要從材料本身去徹底解決這個問題。

蜂巢能源科技有限公司董事長兼CEO楊紅新認為,未來十年可能會走向半固態,但是能不能賣出去,要打問號。“未來十年的主流還會是三元、鐵鋰、鎳錳,半固態技術上肯定可以實現,主要是要解決商業化的問題。”

寧德時代21C創新實驗室前瞻技術部部長郭永勝表示:現在能量密度的限制根本是在材料,因為它的瓶頸限制不在負極,是在正極。811的理論容量是270Wh/kg,石墨烯的理論容量是370Wh/kg。正極材料有很多技術可以探索。“如果你能開發一個正極材料,別說上千毫安時,如果能翻個倍,電芯的能量密度很快就提高了。”

安馳科技總經理、創始人徐小明表示,2025年之前,整個電池體系不會有太大的變化,能量密度每年提升百分之十幾。鈉離子電池可能2025年之后會發展起來。“估計2030年之前,純固態很難看到,即便看到真正的固態,至少前三年到五年,它的應用會在消費類電子端,安全性可控,用得起。”

北汽集團副總經理廖振波表示:“在不降低能量密度的情況下,要增強安全性,我覺得,別去走其他的路線,扎扎實實把半固態,也就是固混電池做上去。當固混電池是10%液態的時候,它應該是比較安全的,同時能量密度也滿足汽車企業的要求。”他強烈呼吁電池企業不要猶豫,趕快進行固混電池的產業化。

真鋰研究首席分析師墨柯表示:“我個人一直是認為電池其實只有一個發展的路徑,當然這個是有兩個條件,一個是能量密度越來越高,另外成本越來越低,這兩個其實是‘和’的關系,而不是‘或’的關系。”

以下是圓桌討論內容實錄。

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墨柯:各位嘉賓,大家下午好!首先自我介紹下,我是真鋰研究的墨柯,真鋰研究是一家做產業鏈咨詢研究的機構。今天很榮幸有這么一個機會跟各位著名的企業老總坐在一起,我們探討一下固態電池前后的一些電池路線。

在這之前,我先簡單地給各位老總做一個簡單的介紹。

坐在我最邊上的是孚能科技的創始人、董事長王瑀。王總是華人圈子里面,最早從事鋰離子電池技術開發的一批專家,在鋰電池方面肯定有一個非常深的造詣,認識也是非常地深刻。也是在王總的帶領下,孚能科技從成立到現在,成為一個著名的電池大廠,其實短短數年之間,能夠取得這樣大的一個成就,我覺得這個跟王總本人也是有密切的關系。王總邊上是我們最近電池行業風頭非常勁的,蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新,楊總。中間這個是寧德時代的郭永勝,郭總。寧德時代是全球第一個市值萬億的電池企業。在郭總旁邊的是安馳科技的徐小明徐總。徐總也做了很多年,也是一位老兵,安馳科技也發展得很快,安馳科技是磷酸鐵鋰電池路線當中非常重要的一個廠。最那邊的是北汽集團的副總廖振波,廖總,在此之前當過比克的總經理,廖總的經歷是跨電池和整車的。這些老總在電池方面有非常深刻的認識,也有足夠的發言權來說他們對電池的看法。

簡單介紹到這里,現在我們來說一下電池的路線。我個人一直是認為電池其實只有一個發展的路徑,當然這個是有兩個條件,一個是能量密度越來越高,另外成本越來越低,這兩個其實是“和”的關系,而不是“或”的關系。在這種情況下,要怎么達到平衡,是有難度的,這也是為什么我們的動力電池發展到現在,比如說現在有兩大路線的主要的原因。

比如,我們知道三元電池的優點是能量密度高,但是劣勢是成本也會高一些。磷酸鐵鋰這兩年是非常火的,為什么火?因為它的成本會低一些,尤其是大通脹的背景下,磷酸鐵鋰會更火,它的劣勢大家也都知道,可能能量密度會有些不夠。

我現在提的問題就是固態電池前后的電池路線。比如說這里面所說的固態電池,比如說前不久業內炒得比較熱的鈉離子電池,這會不會是一個新的電池路線?會不會有新的電池路線?比如說鋰硫電池。在這之后還有半固態電池等等,這些電池路線。

我相信很多人也是有很多的疑問,我也經常會遇到很多人問我這些問題,現在正好這些專家也在,我們就請這些企業老總來給我們解答,看看他們能給我們什么樣的答案。

我這個問題主要分兩大塊,第一塊是固態電池前后的電池路線,另外,如果還有時間的話,我想問各位老總第二個問題,第二個問題就是去年的藍皮書論壇的一個延續。因為去年的時候,其實這幾位老總也有幾位是在場的,我當時問他們一個成本問題,也就是價格,當時他們異口同聲地說,電池價格到2025年能達到500塊錢一度電。今年我們也知道,各種原料價格都在上漲,我想問一下各位老總,對這個觀點有沒有調整。

我們首先問第一個問題,第一個問題也可以分若干個小問題,首先請各位老總回答一下,固態電池,你們認為什么時候能夠實現商業化應用?第二個小問題,在固態電池實現商業化應用之前,這個電池路線大致會按照什么樣的趨勢去演進。

我想請廖總先回答一下這個問題。

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廖振波:謝謝主持人,謝謝各位媒體和在座的專家朋友。今天這個論壇是關于固態電池,所以問起電池的發展路徑來說,從整車應用來說,我們現在亟需解決什么問題?從我們整車企業作為電池企業的顧客、客戶,客戶需要什么?當然剛才王董事長也說了,他們對整車企業的需求,場景是什么,作為整車企業,我在這里介紹一下背景。

2016年之前我在整車企業工作了33年,2016-2019年,也在電池企業做過研發,整個公司的運營、生產組織、質量,包括工藝這些方面,在電池企業也干了三年。后來2019年底,再回歸到汽車企業,也就是在北京汽車集團工作。北汽新能源大家都知道,在過去幾年在市場份額上一直遙遙領先,去年由于特殊的原因,今年有些下滑,相信明年、后年會有新的增長。

從汽車企業角度,和原來在電池企業工作的經驗來看,我們現在整車企業亟需解決的問題是從原來的追求能量密度,追求成本到現在追求的第一要素是安全,第二要素是成本,第三要素是相應的性能。這個性能和安全性是另外一回事,比如說低溫衰減的性能。

擺在第一位的為什么是安全?我們汽車行業現在越來越多的召回,市場監督總局看到的發布召回里面,汽車行業比例越來越大。每年到夏季的時候,新能源汽車就會出現著火事故,尤其是在地下車庫以及在高層。電動自行車也好,電動車也好,著火的話,它的蔓延是很厲害的。所以,這種危險性是非常大的。

第二,在行駛過程中,也容易產生安全性的問題,按照我們國家召回制度,萬分之四的設計安全的質量事故就要召回,這樣給整車企業的損失是非常大的,所以現在我們把成本的問題分開,一個是采購成本,再一個是后面的售后服務,包括剛才說的召回質量,所有成本加在一起。所以不單純的說采購成本了,所以成本問題實際上在安全保障不了的情況下,成本是高的,所以整車企業最重要的是講究安全。

安全問題,從我對電池的理解,就是固態電池基本上是能解決這個問題的。剛才王董事長也說了,全固態電池他們安排在2030年,言下之意,全固態還是不托底。

墨柯:王總還說這個不太確定。

廖振波:我不知道蜂巢的楊總是不是也是這樣的看法?實際上2030年這個時間不是很確定的,但是從汽車企業來說,希望盡快地找到安全性的電池。從技術路線來說,我自己認為有很多方法。

比如說在現有的磷酸鐵鋰上做工作,但是磷酸鐵鋰本身,它的理論值,就是從化學體系來說,理論值,它的能量密度就是170Wh/kg。

在三元里面,我們現在看到整個單體電池,從原來的追求能量密度111體系到523體系、622體系、811體系。但是你看現在,主要的電池企業,在某種程度上可以說是技術倒退,回到622,有的622都站不住,再回到523。從這個角度來說,它們是為了滿足安全性的要求,但是這個能量密度實在是不可恭維的。因此給我們整車廠帶來很大的困惑。

舉個例子,4.8米車長的SUV,電動車和傳統車相比,重量重了300公斤到400公斤,這是什么概念?從碳中和、從能耗等等方面來說都是不適合的,所以,如果電池能量密度下來了以后,重量要大幅度提升,對整車設計、安全性、操控性,包括底盤的強度等等方面,帶來極大的困擾。所以,能量密度實際上不能簡單地降下來。

在能量密度不降低的情況下,要增強安全性,我自己覺得,別去走其他的路線,扎扎實實把半固態,也就是固混電池做上去。固混電池當5%-10%是液態的時候,它應該是比較安全的,同時能量密度也滿足汽車企業的要求。所以,我強烈呼吁這些電池企業,不要猶豫了,趕快產業化,趕快給我們整車企業提供安全可靠的固混電池。謝謝。

墨柯:謝謝廖總。剛才廖總說的一句話,我是感觸很深刻,也是第一次聽,就是整車廠現在考慮成本,不僅僅是一次性的電池采購了,也包括今后可能的召回等等,這些成本也是要提前考慮的,在這種情況下,可能今后的電池路線的走向,可能就會更加地重視安全和盡可能地少出問題。

接下來我們請徐總您來說一下,固態電池如果能商業應用,大概時間點是什么,另外在這個時間點之前,你認為這個電池的路線走向會是什么樣的狀況?

徐小明:正好我們有一個科技人員就是從日本回來的研究固態電池的人,固態電池現在大家討論的是鋰離子在固態電解質中傳輸的問題,另外一個是鋰離子如何從正負極傳導的問題。我的預計是2030年之前,純固態很難看到,即便看到真正的固態,至少前三年到五年,它的應用會在消費類電子端,安全性可控,用得起。

因為我本身是學電化學的,電池的核心部件有三個,正極、負極、電解質。以哪個東西命名,就說明這個東西是瓶頸,因為它不是瓶頸就不用它命名了。從提升電池能量密度來說,電池的正極、負極和電解質都有很多工作可以做的。我認為到2025年及現在的磷酸鐵鋰路徑,包括現在的高電壓的中鎳、三元,我認為不管是對磷酸鐵鋰提升能量密度,還是對三元提升安全性,都還有很大的空間。2025年之前,我認為整個體系不會有太大的變化。

墨柯:還是現有的三元和磷酸鐵鋰的技術?

徐小明:還是慢慢地提升,能量密度每年提升百分之十幾,這樣的技術路徑。

墨柯:你也同意廖總的路徑,固態電池上市之前,半固態是可行的解決路徑?

徐小明:對,半固態可以提高安全性,首先我們講安全性,我們用固態電解質,首先是為了解決安全性問題,解決安全性問題之后,才敢去提升,否則不敢。

墨柯:這種固液混合的技術,電解液大概占比會是多少?

廖振波:5%到10%。到10%的時候,基本上安全性問題,甚至包括電池受到外力的剪切,它都不會短路的,因為隨著剪切的方向,電解質會有阻斷正負極,當然進一步提高的話是在5%。要補充一點就是,這個能量密度是對我整車企業要追求的,這個能量密度多少是整車企業合適呢?單體電芯能量密度一定要達到280-320Wh/kg,對整車設計,我的重量才是能滿足的,低于這個,純組電池包以后,你的能量密度不能超過220Wh/kg,其實是對我電池帶來極大負擔的,因此這個角度來說,一定是要用三元。

墨柯:單體280Wh/kg?

廖振波:對,一定要三元,三元才能解決這個問題,但是三元又不能走111體系和523體系,這是從整車的角度去考慮這樣的問題。

墨柯:這個就比較有意思了,我們知道安馳的徐總剛才的主題演講,也就是說磷酸鐵鋰,現在廖總說三元。我再請教一下,您認為的磷酸鐵鋰,您認為這個路線,將來單體的能量密度能到多少?能不能達到廖總剛才說的280Wh/kg?

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徐小明:280Wh/kg肯定是到不了的,但是我是這樣想的,實際上廖總剛才說的是針對一個主流車型,不同的車有不同的需求,比如說裝50度電的時候,它的重量,比如說系統做了200Wh/kg和160Wh/kg,它的重量差是一個數據,做到30度電的時候,重量就很小了,它就不那么敏感了,敏感性就降低了。所以剛才說磷酸鐵鋰,做到280Wh/kg肯定是不可能的。

墨柯:您覺得能夠到多少呢?

徐小明:根據我們現在的實驗室結果,現在可以做到210Wh/kg,但是真正量產,你還要考慮成本。我認為可能到2025年的時候,結合一部分固態的技術,包括負極的改進,我覺得應該能做到230Wh/kg左右。

墨柯:如果再結合固態電解質技術呢?

徐小明:我們還沒有詳細地算,因為本身它差距最大的就是正極的重量這一塊,第二是電壓,電壓要始終低15%,這個是你怎么救也救不回來的。所以,三元要做300Wh/kg,磷酸鐵鋰就要低15%,這兩塊會低下來,這是必然的。

墨柯:您的意思跟廖總剛才說的有一點是一致的,就是固態電池技術之前,還是固液混合是比較現實的一個方案。謝謝徐總,接下來我們有請郭總,你們的研發方向,不管是電池業界還是整車廠這一塊都是非常關注的,您來看看固態電池,包括固態電池之前的電池技術的走向。

郭永勝:謝謝大會給這個機會,能跟各位在座的專家,各位同行交流一下我們對電池技術的一些看法。

剛才廖總說了,廖總在北汽,北汽是我們的戰略合作客戶,也是非常重要的客戶。廖總說的,我提煉了一個最核心的需求,廖總從車企的角度,他的真正的需求是什么?其實是要高能量密度,兼具安全的電池。

墨柯:而且廖總首先強調的是安全。

郭永勝:對,安全和高能量密度一定要兼具,這個應該是核心訴求,因為我是做研發的,我一直在公司做了十年的前瞻技術研發,一直在負責前瞻技術,我對固態電池的理解,其實現在的定義,行業內比較多,現在像固態、液態,中間是有一個半固態,這個半固態,你是歸到液態也行,歸到固態也行。

另外,真正的固態,我這么多年的探索,對固態電池,我自己分了一個類,因為固態電池是按電解質分的,這個叫法、這個命名是以電解質來分的,但是你真正造固態電池以后,按照正負極來分,我把它分成三代。

第一代是什么呢?第一代就是現在傳統的液態電解液換成固態電解質以后,正負極和傳統用的是一模一樣的,傳統用什么,正負極不變,這個我稱為一代。

另外一個,如果正負極要變,因為傳統的正負極材料不一樣的話,假如換負極,如果負極不用石墨,不用硅,可能金屬鋰是能提升能量密度的,正極不變,跟傳統的一樣,該用鐵鋰用鐵鋰,該用三元用三元。我把它稱為二代固態鋰電池。金屬鋰本身六七十年,它一直也有科學問題在里面。

還有第三代,其實更遠,那就是把負極換了,把正極也換了。假如負極用金屬鋰,正極就可以換成不含鋰的高能量的材料,這個我稱為第三代。

大家說的固態電池,目前第一代的比較多,第一代呢,固態電池能提升能量密度,這是針對第二代和第三代來說的,第一代它的能量密度,我個人認為提升比較困難,為什么?

我的一個想法和觀點,就是能量密度,其實現在都是做電池設計,它提升的根本路徑有兩種:第一種,也是最根本的路徑,就是換正負極材料,這個是活性材料換能量密度更高的材料,這是一個最根本的提升能量密度的路徑;第二種,我正負極材料不換,但是我可以把一些不提供能量的材料,就是輔材,包括固態電解質,它也是輔材,因為它不提供能量。

但是為什么說第一代,它的能量密度比較難提高呢?就是因為這個固態電解質目前在學術界以及工業界,其實是三大類固態電解質,第一種就是聚合物,第二種是無機物,無機物里面分氧化物,它的真密度都比電解液要高,因為電解液接近水的密度,如果你要是在電池里面灌同樣體積的,它的重量就會增加,它的重量增加,你的電池的能量密度就會下降。

墨柯:會影響能量密度。

郭永勝:所以這三代,目前真正的固態電池,剛才王瑀王董事長也說了,真正的固態電池目前還面臨很多的科學問題和技術問題,具體就包括墨老師你問的問題,就是什么時候可以商業化?我也不確定。針對半固態,你把它歸成液態也行,歸成固態也行,這個可能是在中間,我的觀點是這樣的。

墨柯:我聽到消息,半固態今年好像就有裝車測試了是嗎?

郭永勝:從真正的定義上來說,這是行業的一個叫法,它處在這個中間的狀態,但是它到底是不是固態,這個名不重要。

墨柯:半固態的路線,正負極的情況,是不是也跟現在的一樣?

郭永勝:目前是這樣子。楊總呢?

楊紅新:在座都是研發出身,我不是搞技術的,我也不太懂專業,我站在非專業角度思考一下這個問題。首先站在用戶的角度,也不說站在車廠的角度,站在用戶的角度,其實不太關心你用的是什么東西?就是又安全、又便宜、跑得遠、充得快,就可以了。

站在企業的角度來說,大家的發言,主持人的問題,媒體的關注、投資者的關心,體現出一個特別顯著的特點,就是大家都很焦慮。我們現在為什么焦慮,就是因為有嚴重的不確定性在里面,技術的不確定性,大家會擔心影響到產業的不確定性。

為什么會有不確定性?就是因為我們現在討論的固態電池的問題,不是一個產業化的問題,我認為它現在是一個技術問題,甚至全固態是一個科學問題,我們討論的磷酸鐵鋰和三元,這是一個工業化問題,所以,這是幾個不同階段的問題。

對于工業化問題來說,三元也好、磷酸鐵鋰也好,包括鎳錳都會大量存在,不會消亡。而且按照目前全領域爆發的電動化的趨勢,每種產品都能找到它各自存在的空間、立足點,而且這個份額,這個量預計還會非常大。

把錳酸鋰做到極致其實也是挺好的,我們未來的市場其實是多元化的,儲能市場、高端市場、管理層市場,所以每一種體系,站在工業化角度,足夠成熟,也能夠適合大規模的量產,質量、穩定性、良品率都非常好。所以,很長一段時間之內,未來十年,我覺得都不用太糾結做三元還是做什么,都可以。

有的企業現在擔心的是磷酸鐵鋰會不會把三元干掉,當磷酸鐵鋰快把三元干掉的時候,三元里面用的鎳,現在鎳價這么高,我們可以簡單測算一下,三元里面的鎳降到8塊錢的時候,跟磷酸鐵鋰價格就一樣了。所以,未來是很不確定的,大家堅守一條道路走下去,都會成功。

技術問題就是半固態的問題,圍繞安全的改善,磷酸鐵鋰,包括其他的一些材料,包括半固態,都是幾種解決方案之中的一種。半固態有很多種半固態,半固態分很多很多種,電解質也不一樣,取代電解液的量也不一樣,工藝也不一樣,工藝有做原位固化的,有不做原位固化的,改正極、負極,你不改正極也可以,你不改負極也可以,改了正極能量密度高,改了負極能量密度高。

技術解決了,可以量產,但是不代表可以大規模商業化,大規模商業化需要有可工程化的能力支撐它,有用戶愿意為它買單,現在我們找不到半固態電池的核心賣點在哪里。當然半固態的成本會增加,產線要調整,第一代對產線的影響不是很大,所以,技術問題可以解決,可以量產,但是大規模商業化,這個有相當的不確定性,今年明年都可以裝車。

現在放眼全世界拼命建廠的公司,在建什么廠?超過1TGWH,這個其實是很明顯的一個方向,我們把技術問題和可量產性,以及商業化普及要分開想,商業化普及的挑戰是取決于很多很多方面的,能不能賣出去是打問號的。

第三個維度就是科學問題,我覺得現在全固態就是一個科學問題,應該由科學家、研究所、高校帶頭研究很多很多事情,包括硫化物怎么制造,制造有非常大的挑戰,它很大程度上是一個很嚴重的科學問題。

墨柯:您可能覺得固態電池的商業化應用可能還會往后拖?

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楊紅新:我不知道王總怎么想的,我的想法是,凡是說2030年的事情,就等于還很不確定,這是我的想法,因為未來十年會發生什么,不確定太大了,可能會走向半固態,但是能不能賣出去,我覺得是打問號,未來十年的主流還會是三元、鐵鋰、鎳錳。這是我的觀點,半固態技術上肯定可以實現,主要是解決商業化的問題。

墨柯:好的,謝謝楊總,最后請王瑀總說說。我們在座幾個,可能王瑀總是最懂鋰電池技術的專家,我估計這幾位聽到這話應該也不會有異議,我們請王總來說,剛才您的主題演講是非常好的,把未來幾年孚能科技的路線規劃都說了一下。其實我想說,剛才您說的,您現在依然這么看嗎?還是說再給我們補充一下?

王瑀:我今天講的就是孚能未來五年的規劃,像廖總說的一樣,兼顧能量密度、安全、成本。針對不同的客戶群,滿足不同客戶群的需求,這是我們五年之內的規劃,當然這前期我們做了大量的工作。談到固態電池,很有意思,固態電池的提出,最早是鋰金屬固態電池。

墨柯:您之前研究的也就是鋰電金屬嘛。

王瑀:對,我們當時也很糾結,怎么辦?當時提出的方案,一種方案是固態電池徹底解決鋰金屬電池充電的問題;另外一種方式,我們用石墨加有理元的氧化物,走了另外一個捷徑,這個捷徑走到今天,固態電池到現在為止還沒有突破出來,這個問題就像楊總剛才說的,是一個科學問題。

大家在鋰電池行業最早的理解什么是固態電池,固態電池就是鋰金屬電池,用固態電解質才能做得到,但是我們偷梁換柱,現在我們遇到一些安全問題,為了滿足整車廠的需求,打消他們的憂慮,現在我們把半固態引進到我們的體系當中去,短期內使整車廠能接受高能量密度對電池的安全性要求。

在手機行業也發生這個問題,過去手機召回,經常爆炸,能量密度越來越高,現在你們還會擔心手機問題嗎?可是現在我用的手機能量密度非常高,體積能量密度到了800多Wh/L。但是你們每個人都沒有擔心,為什么不擔心?同樣的電池,同樣也是過去的體系,就是我們在各個方面都控制住了,使它的安全得到可控,大家就不再擔心。

對孚能來說,我們現在要解決的就是目前的高能密度焦慮,像811,811是你不用半固態電池,針刺就是通不過,軟包也通不過。但是用了孚能一代的半固態電池,全部刺透40毫米,35度,你可以拿在手里看,這就是區別。在我們整個安全方面,從電機方面、模組方面、系統方面、控制方面,全面地進行開發設計,使整車達到可控,同時要有預警系統。

半固態是不是未來的發展方向?肯定是發展方向,誰也不愿意在生產電池過程當中有隱患,用了半固態電池,你的工廠再不會出現起火的問題。終極目標還是要從材料本身去徹底解決這個問題,如果徹底解決不了這個問題的情況下,我們就用控制方法,從設計到生產到使用,然后到整車的工況的安全邊界的監控,最后達到使電池做到安全。這就是我的一點粗淺的看法。

墨柯:孚能的半固態電池計劃什么時候能夠投入到應用?

王瑀:這個我們已經進入到量產階段。

墨柯:我現在再稍微問細一點。一些電池路線的問題,也是呼應最近的一些熱點,例如蘋果,我們也知道蘋果現在開始在考慮,蘋果的電動汽車用磷酸鐵鋰電池,這個是不是代表磷酸鐵鋰接下來的一段時間可能會更大量地應用在裝機占比當中?我們也知道去年,包括今年的前幾個月,整個電動汽車市場,鐵鋰電池的裝機占比在40%左右,這個比例會不會再進一步地提升?如果磷酸鐵鋰在這個路線,在能量密度提高方面又是大概什么樣的路徑?像現在的磷酸錳鐵鋰是不是辦法之一?

三元,我們最近也是有一個很關注的消息,就是LG已經要給特斯拉供應四元的電池了,這可能也是三元基礎之上發展的一個方向,而且據了解,它的四元電池的鎳可以到90%。其實我認為也是高鎳化的方向。當然在國內主要還是以寧德時代811。當然鎳可以更高,在高鎳方面是一致的。

也想問問各位對四元方向是怎么看的?當然了,不僅僅是鋰離子電池還是動力電池的路線,剛才也說了,鈉離子電池,是不是也是可以考慮的方向?我想請各位專家隨便挑一個,簡單地來說一下,用簡短的幾句話來說。

王瑀:我覺得鈉離子電池是非常好的突破,鈉離子電池未來很重要的一點是鈉的資源比較豐富、成本比較低,另外鈉離子電池價格比較便宜,缺點是能量密度比較低。我估計威脅最大的就是磷酸鐵鋰市場,鉛酸現在已經取得非常好的進展,我們非常高興看到這一點。

第二點,我覺得目前的焦慮和成本方面都是短暫的,三元的優勢,以及三元未來成本大幅度的下降,三元還會回到乘用車主流。我們希望用三元一半的體積、一半的重量,20分鐘充滿,釋放30度電、50度電,滿足需求,這是未來整個方向,人類社會發展還是要技術進步帶動人類社會的發展。但是不是說磷酸鐵鋰就不應用了,因為磷酸鐵鋰市場很廣,它有它獨特的優勢,在其他市場當中,三元可能沒有這樣的優勢。

未來我們覺得811的安全也是完全可控的,但是現在我們還沒有達到這個水平,從原材料開始,從電池制造到整車控制到預警,我們現在還做不到,但是未來一定可以做得到。

墨柯:您和廖總觀點有一點是一致的,就是乘用車您還是看好三元。

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王瑀:我覺得三元不是重點,因為它的能量密度跟汽油比太低了,我們還要找能量密度更低的正極材料。

墨柯:您對四元怎么看?

王瑀:四元都不是決定性的。當時我們拿鎳酸鋰,用針扎一下就會爆炸,實在不能用。現在我們所有材料上面都包裹很多東西,哪是三元,四元、五元、六元、七元、八元都有了,但是沒有解決實際問題,性能還是一樣,安全還是在那地方,容量還是那么高。

我希望找到一個四元材料,能量密度可以達到300Wh/kg,400Wh/kg,700Wh/kg。誰能把這個材料穩定下來,讓它能夠循環,那就是歷史性的突破,對我們來說,我們可以說1000Wh/kg都不在話下,所以我覺得還是要有實質性的突破。

楊紅新:鈉電池我認為特別好,因為鋰的資源非常受限,中國鋰資源也非常匱乏,所以從戰略上應該有一種,從原材料方面有一個解決的途徑,但是在乘用車上,大規模應用鈉離子電池的,至少這幾年看,可能挑戰還是非常大的,可能對于一些鉛酸和一部分鐵鋰的替代,因為能量密度比較低嘛。

第二個方面是關于磷酸鐵鋰。

墨柯:你們鐵鋰主要針對什么市場?

楊紅新:針對所有市場,低里程和高里程都覆蓋。當然到600、700公里就比較困難了?,F在有人挑戰250Wh/kg,和我們原來認為的只能做到180Wh/kg,出現了一些認知上的變化。當然要遇到很多新的技術,比如負極要用大量的硅,要補鋰,但是補鋰,生產線會發生變化,整個生產線可量產性的挑戰還是非常大的。所以,高能量密度,或者接近三元能量密度的量產化和工程化,還是需要觀望的,但是技術方面是有辦法實現的。

墨柯:怎么解決?

楊紅新:就是負極加硅補鋰。

墨柯:你們能量密度的目標呢?

楊紅新:沒有什么目標,沒有那么絕對,現在還是工業化和技術和科學,三個層面的問題,科學層面能做到250Wh/kg,技術角度做到210Wh/kg,我們歷史是不斷進步的,以前磷酸鐵鋰才是130Wh/kg嘛,以后有機會突破這個技術。

四元,不好意思,誤導大家,我們是國內第一個喊出四元這個名詞的,我們只是讓大家好記,區別四元,所以叫四元這個名字。

NCMA其實也有很多種技術路線,因為你可以做單晶的,也可以做多晶,也可以做七系,也可以做九系,但是NCMA的價值到底在哪里?我們也糾結了很長很長時間,其實和三元的差異不是很大,可能它的好處是當我們沖擊更高能量密度的時候,比如超過90%鎳的時候,怎么樣結構更穩定。這跟鋰的添加是有好處的。

LG目前走的就是高鎳的NCMA的路線,我覺得這個選擇是有它的一定道理的,但是它屬于微創新,不是顛覆式創新,其實也可以用三元吧。大家不要特別地關注這種技術方向,這只是基于三元的一種改善性的技術路線。

墨柯:謝謝楊總,把三個問題都說了,謝謝。我們還是請郭總,您可以選擇一個問題,也歡迎都說一下。

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郭永勝:鈉離子電池7月份會有一個發布,會有一個報道,在這里就不多說了。關于四元電池,剛才王總也說了,其實叫什么不重要,因為現在三元電池遠不止三元,這個大家是共識。另外,關于現有的技術路線問題,像磷酸鐵鋰和三元,目前大家最常見到的就是這兩種,而這兩種也不是對立的關系,也不是鐵鋰要把三元干掉,各有各的市場,因為這個市場足夠大。

另外,現在沒有任何一種電池能夠包攬所有的應用場景。不僅僅是鋰電池了,像鉛酸,其實鋰電池的市場份額,現在剛剛超過鉛酸的市場份額,前幾年二次電池的市場,一直是鉛酸占百分之七十多,現在好像還沒有超過,基本上差不多,鋰電在不斷地滲透。但是真正具體到這個技術路線,大家可以大膽地想象一下,很多人說電池技術到天花板了,實際遠沒有到天花板。

我們整個市場的需求,無論是車的需求還是其他儲能的需求,其實安全、能量密度這兩者是肯定都要的,只是哪個先、哪個后,而且無論在哪個,安全一定是放在第一位的。

另外,剛才討論的固態是解決安全的一種技術路線,但是安全剛才王董說了,電芯本身一定要安全,安全是一個系統的問題,尤其是制造,如果你這個電芯的一致性各方面做不好,你可能從生產出來就是一個帶病的嬰兒,那真正在市場上一定會出現安全問題。這個就是從材料、從電芯、從模組、從系統,最終這里面穿插著每一步都有一個制造,這里面是非常重要的一個方面。

另外一個就是能量密度,我再說一下能量密度,其實現在能量密度的限制根本是在材料,我們從2019年,寧德時代有四大創新體系,材料是排在第一位的,2019年底成立了我現在所在的單位,21世紀創新實驗室,這個創新實驗室就是專門針對材料的體系去創新,因為現在能量密度,它的瓶頸限制不在負極,是在正極,我們現在說的811也好,它的理論容量是270Wh/kg,石墨烯它的理論容量是370Wh/kg。如果你能開發一個正極材料,別說上千毫安時,如果能翻個倍,電芯的能量密度很快就提高了。正極材料有很多技術可以探索,這是我們21世紀創新實驗室正在探索的。

徐小明:剛才我們大家都說得太專業了,我怕底下的觀眾聽著睡覺,我想說一下鈉離子電池的問題。

前面說了,不管是車用還是儲能用,特別是儲能用。澳大利亞屬于五眼聯盟,不光是五眼聯盟,而且是反華急先鋒,南美不用說了,南美一直是美國的后花園。所以,拉美地區從資源保障的角度考慮可以去發展一下,而且它最大的用途是在儲能端。雖然它的能量密度可能會低一些,因為它的電壓低,至少資源上,鈉的資源是不缺的,鈉離子電池在五年之后,會逐漸地配套成熟,因為它重構現有電池整個化學體系。

墨柯:您認為鈉離子電池產業化體系建設是一個過程。

徐小明:五年算比較快的,因為所有材料都有重構,從整個國家能源保障,從地緣政治的角度,這個是非常有必要性的,電化學儲能發展未來會變成一個很大的空間,當然不是現在,可能2025年之后,納離子電池會發展起來。

廖振波:其實沒有那么玄幻,我從汽車行業跨界到電池行業,我有對電池行業有深刻的認知的突變。

原來我在汽車行業的時候,我們汽車行業把電池行業認為是非常深奧,帶有很強烈科學色彩的研究性的行業。但是我到了電池企業,我跟我的開發團隊接觸以后,我在開發電池的時候,我發現不是這樣。

其實電池行業是非常簡單的,就是在研發領域比較簡單,它是一個試驗科學,其實電池這個產業,這個行業有一百多年歷史,比汽車行業更早。所以,對化學元素的組合,包括化學元素標里面,找高電位和低電位元素相匹配,使得它的電量、能量最大,這個事情研究了非常長的時間了。所以,它最后各種化學組合,強調的是試驗的重復性,它的穩定性。

做電池這里面最重要的一塊,電池開發的角度來說,至少是50%,甚至包括60%是在制造端,它的工藝,它的穩定性、它的材料,它的依附性。它跟汽車行業是兩個概念。制造業里面,制造端的技術占到5%都不到,但是電池行業,制造端的技術占比是到60%。所以,你看到它的生產過程非常復雜。

為什么這么多人不愿意突破到全固態,甚至半固態?很重要的一點,其實我們的設備是要改造的。你們看看523的工廠和811的工廠,兩回事,整個工廠的管理,技術設備要求、粉塵度的要求、濕度的要求天壤之別,投資差別也非常大。這方面阻礙了我們電池企業的技術發展,甚至生產改造。從這個角度來說,我從電池廠到汽車廠,我強烈呼吁尊重客戶的選擇。

汽車領域,全球每年新車投放量是多少呢?是七千萬臺車,中國是四千多萬臺車,有中國的電動汽車占全球的四分之一強,將近百分之八十是乘用車。汽車的需求量是非常巨大的,現在滲透率也就是5%左右吧,將來有這么大的市場,每年有兩百萬臺的規模,要發展到兩千萬臺整車需求,可想而知,這個乘用車的電動化的需求量,變化是多么大。所以,電池廠不應該回避這個整車廠的需求,一定要瞄準著整車企業乘用車需求討論問題。

今天我們的話題是固態、半固態。我覺得全固態問題可以說是科學問題,也可以說是科學研究的問題,但是更多地也是一個工藝的問題,怎么樣把它控制住,如果是全固態的時候,很自然的,剛才說到的實驗室,王博士他們實際上是基于全固態金屬鋰,但是金屬鋰的情況下,資金問題解決不了,會有很大問題。

因此,在液態情況下是碳,按照目前半固態的角度來說,它不是全部改變,不像全固態一樣,全固態實際上可以改變正極材料和負極材料。我們講的,基于商業化,基于客戶需求,能夠實現安全性,但是能量密度是不會下降的。

我說的不會下降的基礎是我們汽車企業需要811體系這樣的能量密度,需要硅碳這樣的負極和811體系組成的能量密度,這個能量密度能解決掉300Wh/kg的問題,但是為什么現在大家不敢推呢?是因為電池形態的問題,在圓柱形形態上來說,早就突破了300Wh/kg,因為它可以加硅,硅從負極材料上來說,它和碳相比是可以提高十倍的。目前的體系已經解決了能量密度的問題,但是解決不了安全性的問題。

半固態我說的是固液比例而言,我們叫它半固態,因為液態狀態已經占比非常少了,從這個角度我去講這個,而不是純粹從化學體系去講。因此,半固態基本上能解決安全性問題,同時又解決能量密度的問題。

我們討論能量密度的時候,不能去講,我能做到250Wh/kg還是260Wh/kg,整車企業不希望這樣,整車企業真的是希望要在280Wh/kg以上。做到280Wh/kg以后,它從電池包的角度來說,或者是模組的角度來說,它的成組系數也是比較高的,它的成組系數遠比目前的狀態要高,因此,它的能量密度能保障,同時它的體積能量密度也是能保障的。

我們整車企業真的是需要高體積能量密度的電池,我的設計過程當中,我設計整車的時候,我們需要有布置,我們的坐姿要特別舒服,不能夠因為底盤地板高,人的腿受到限制。所以,我們要求體積能量密度要比較高,固態電池甚至半固態電池就能解決這個問題,所以這么好的一件事情,但是在推動起來,剛才大家說了,推動起來是相當有難度的。

第二個問題,我自己覺得更要命的,因為即便是半固態,至少有10%到15%的工藝設備要改變,這種工藝設備的改變,這種生產產品的制造,設備的制造,其實沒有哪個能照顧這個設備,會導致什么問題呢?設備的精度、可靠性,人們有擔心,一旦產線生產合格率不高的話,成本是高的。

比如說同樣是目前的設備成熟率、可靠性,包括效率如果是相同的情況下,很多專家都這么說,包括有些電池廠研究,行業里面20GWh,能做到20GWh的話,成本跟現在的成本是相當的.因為正極材料和負極材料基本上沿用目前的產業體系.

所以,半固態,我認為是要盡快地推動,因為我們整個產業鏈是成熟的,瓶頸在于電池廠的生產廠家找不到合適的工藝對應的設備。

剛才說的,工藝設備制造過程當中,它的復雜程度占到50%以上,所以實際上我們不是一個科學的問題,因為全球搞化學研究、體系研究的人太多了,當然制造環節要盡地能夠適應,只要有小批量生產,慢慢地出現大批量生產,我相信這種切換速度是非常快的。電池廠不要有僥幸,一旦是固態電池哪一家,它的成本哪怕高20%,但是它能夠批量生產。

當消費認為它是不會著火的車的時候,消費者一定會買安全性的汽車。生產企業、整車企業,目前是心有余悸地去生產純電動車的,因為生怕會出這樣的安全問題。一旦安全問題解決掉以后,這種安全性的電池,您知道它會發生什么狀態?它會發生質變,它的這種增長的斜率會發生重大變化,對原來傳統的,抱著傳統業態電池的一些,反復跟大家說故事,“我只會冒煙不會著火的電池”這樣的企業,它是顛覆性的。

鈉離子電池來說,我覺得它是一個非常好的方向,但是它和汽車乘用車可能是兩個方向,它會解決我們另外一部分出行的儲能,包括出行方面的問題?,F在一個是能量密度的問題,它解決不了,當然現在有改善了。就是它的循環壽命,從汽車行業來說,電池包的重組有1500圈就夠了,甚至1000圈就夠了,所以。三元電池里面,我們覺得是非常好的方向,至于三元、四元我覺得都不是主流,關鍵是鎳鈷錳。

墨柯:非常感謝廖總,說得非常精彩,也給電池廠提出比較明確的要求。

我想請各位只說一句話,就是我們在資源和原料大幅漲價的情況之下,你們認為2025年的動力電池的采購價格大概會是多少錢一度電?

廖振波:作為整車企業當然是越低越好,目前來說,從磷酸鐵鋰應該是在4毛5以下,在商業電池的話,811體系的話,希望能做到每度電650元以下。

我們汽車行業,電動車要大力發展的時候,一百美元一度電是能夠普及的?,F在看來,這個目標是能夠實現的,希望電池企業不要有超額的利潤,我們整車企業沒有一家純電動汽車企業是盈利的,但是我能看到這些上市公司的電池企業,沒有一家不盈利的,所以,我呼吁我們電池廠真的要讓利給整車企業。

徐小明:維持去年的判斷,這一輪的漲價只是一個小小的漣漪而已,不會有大的波動。

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郭永勝:我對價格問題不太研究。

楊紅新:今年不能亂說了,去年開完會以后,原材料就漲了。今年我們的目標是努力達到整車廠的要求。不確定性太強了,我們不能亂說,因為未來幾年都是供需不平衡的階段,需求更大、供應不足,如果長期處于供應不足的狀態的話,價格很難合理的預測。所以,我們整車需求、儲能需求同時爆發式增長,給供應鏈的壓力很大,我們要做的事是幫助供應鏈一起想辦法去降成本,是解決它的供應瓶頸問題,這是我們汽車廠、電池廠一起要做的事情。

王瑀:客戶的需求就是我們努力的方向,滿足客戶的需求是實現公司價值的唯一手段。整車廠需求是什么樣,我們就努力滿足,當然也需要整個產業鏈大家共同努力,要形成一個跟傳統汽車產業鏈一樣的共識。

汽車市場是一個非常大的市場,這個大的市場當中是不允許有個別廠有很高的利潤的。那樣最終的結果,整車廠會拋棄電池廠,電池廠同樣也會拋棄壟斷材料的材料廠。

源頭的材料,比如鎳鈷等等,未來能滿足客戶需求的。出現這樣的問題,電池廠就會重新選擇新的材料技術,來達成滿足整車廠的需求,當然這個需要時間。

人類社會發展也是這樣,有了問題、有了挑戰,才需要在座這些人找出解決的方案,把它解決掉,任何一項事情都不能阻礙人類社會的發展。

目前電池原材料成為制約產業發展的因素,解決方案無外乎兩種:一個是政府出臺政策,讓企業降價;二是加價,保證市場穩定正常。后續大家一起努力,渡過這個難關,否則這個產業就沒有了。

如果這個產業沒有了,整個全世界碳達峰、碳排放的目標就實現不了,可能就會出新人類能源可持續發展的問題,這個方向一定下來,我覺得無論是政府還是整車廠,還是電池廠,大家最終都會達成一個平衡—使這個產業能夠有序的發展下去。

墨柯:您也沒有給一個準確的數字。

王瑀:根據廖總他們的價格來,以客戶為中心。

廖振波:我的價格是波浪式的,現在電池廠家很強勢,你看王總表面上說是以客戶為中心,其實倒過來了,所以供給側改革很重要。

墨柯:我相信他們其實心里面都有一個范圍,我認為可能也不會有太多的變化,具體會下再找幾位老總溝通。




責任編輯: 李穎

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