遨优动力陈光森:可持续发展的动力电池

发布日期:2019-04-19
核心提示:备受业内瞩目的2019第四届中国国际锂电暨电动汽车技术发展高峰论坛于4月17日-18日如期而至,在上海大华虹桥假日酒店隆重召开。
备受业内瞩目的“2019第四届中国国际锂电暨电动汽车技术发展高峰论坛”于4月17日-18日如期而至,在上海大华虹桥假日酒店隆重召开。本次大会由第一锂电网,电动出行网,中国充电桩网,锂电百人会,贺励博览集团联合主办。汇聚了800余位来自国内相关政府领导、协会领导、院校专家学者、新能源汽车、动力电池、氢燃料、固态电池、充电桩、研究机构、投资机构、行业媒体等专家领导与行业高管,人士出席。论坛同期举办:2019第四届中国国际电动汽车充换电产业大会、2019中国锂电池行业十大品牌评选活动、2019中国十大充换电品牌评选及颁奖典礼。

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遨优动力 陈光森副董事长


各位领导、各位嘉宾,下午好!

今天听到各位专家介绍,深感中国的动力电池在过去几年取得了非常好的发展,但同时我们处予这个行业中又是十分痛苦的。虽然行业刚刚启动,但是因为电动汽车的竞争,不是动力电池厂家之间的相互竞争,而是与传统车的竞争,因此痛点就在于对成本要求很高!

过去几年在补贴没有下降之前,整车补贴后,市场反响好的电动车价格都在10-15万左右,这促使我们面临着:今年补贴大幅下降,明年完全退出之后怎么办的问题。电动汽车最关键的成本在电池,占比30%—60%,可以说电池成本是电动车可持续发展的关键。那么今天,我在这里简单回答一下“今后怎么办”的问题,这是今明两年我们所要面临的现状!

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在目前的化学体系里,磷酸铁锂、锰酸锂基本上可以做到一千块钱一度电左右,能够满足需求,但是用在中高端乘用车上,就达不到要求了,目前只有三元材料动力电池是符合的。续行里程需要达到300公里以上需要配置40度电到50度电左右,虽然磷酸铁锂能做到一千块钱一度电,但因为能量密度有限, 50度电如果装磷酸铁锂,重量至少在420公斤左右,如果装三元就约为300公斤,增加了120公斤,耗电量又增加了10%—20%,可谓得不偿失。因此目前的材料体系,我个人认为是很难满足电动汽车发展的。对安全问题,固态电池开始发力。我相信在接下来两三年内,固态电池会快速产业化,在座的动力电池厂家,只要抓住固态电池的发展机遇,你就有机会追赶龙头,创造属于自己的时代!

先简单看一下成本,我们讲电芯销售平衡点的成本,三元材料的电芯预估在一块钱一瓦时左右,磷酸铁锂也要0.7-0.8元每瓦时,才有些许利润。因此针对中高端乘用车,目前能够满足成本和能量密度的动力电池就需用富锂锰材料。我司在2017年12月8日,宣布了全球第一款富锂锰电池产业化。电芯0.7元-0.8元每瓦时加成组0.2-0.3元每瓦时,可以满足1千块钱一度电的要求。为什么要一千块钱一度电?乘用车要配40到50度电,如果配三元,按50度电平衡点1.3元/wh,就要6.5万,车的其它成本在4—5万,车的总成本已经约12万,而车型超过15万就非常难卖了,车企很难再有利润。如果我们的电池可以做到一千块钱每度,相当于4万到5万的电池成本,根据不同车的配置,8万到10万的总成本就可以了,这样销售15万车企就有了利润空间。富锂锰固溶体化学体系的在九几年就已经发现了,北京大学甚至早可以做到400毫安时每克,保守来说250毫安到300毫安是非常容易的,250毫安时每克的材料在遨优研究院已经可以达到产业化的水平。这样的话,能量密度做300瓦时到350瓦时的动力电池,相对811容易的多。富锂锰为什么会便宜,这里可以看到,富锂锰实际上是锰酸锂和过渡性金属氧化物的共溶体,因为它的导电性非常差,所以需要提高它的导电性,才可以把锂充分的发挥出来。它的成本从图上看,为什么会便宜,因为材料里面高成本的镍加钴基本上只有三元的1/3,可以做到不含钴或很少量的钴。比较直观的说,现在的811大概20万左右一吨,如果富锂锰批量产业化,成本在10万到12万,材料便宜了40%左右,这是非常有吸引力的!过去二十多年,很多的科学家,花费了大量的精力去研发这个材料,而我们怎么解决这几个问题呢?大家研究合成富锂锰材料的技术不能单按照镍钴锰三元来合成,而要结合三元材料和磷酸铁锂的合成技术来作,才能提高它的导电性和首次效率。匹配电液需要高电压。随着这几年技术的发展,基本上电液可以解决到4.5伏左右,超过4.5V就要等到下一代。量产固态电池就可以用到更高,到4.7、4.8V。

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这里讲材料前驱体或材料本身通过纳米化,掺杂包覆处理多种选择,可以提高倍率性,或首次效率等等,这是非常复杂的,需要大量的工作去实现。遨优研究院基本上50%的工作都在材料上。我们一直强调希望行业的材料厂也要在这个方面花大力气研发,因为这个行业要发展起来不能只靠一家,需要多一些对手,有竞争才能高速发展。目前我们可以产业化,能够达到的水平可以做到240瓦时一公斤的富锂锰电池,相当于622的水平,如果要达到相当于811材料260wh/kg的水平,预计在今年底明年初可以产业化。这个主要需要富锂锰材料容量方面的提升,我们目前能够用到大概190毫安每克左右,预计年底可以把250毫安时每克的材料推向产业化。当正极材料超过230mAH /g以上,这样就超过811的水平。这是做的一些寿命,循环基本上可以达到和三元相当:2000次以上。包括电压平台、衰减,可以做到与三元基本一致。因为不断循环,导电率下降,三元的平台也会下降,与富锂锰有同样的下降趋势。我们在富锂锰还只是样品阶段的时候就保持关注,在07年左右开始,至今已逾10年。这是我们在过去材料产业发展中用时最大,耗费精力最多的。其他的材料:三元、磷酸铁锂等基本上一年左右也可以产业化!目前来看,富锂锰最大的问题就是提高导电性,让它的倍率提升。3C方面,如果简单的用目前市面上产的富锂锰制作,倍率性能只有70%左右。但是电动车的需求要达到90%以上,我们经过应用特殊的复合导电剂解决了这个问题。这是低温高温性能,还有高温恢复性能,大家也关注高温,特别是在55度的情况,一定要达到95%左右。目前我司富锂锰动力电池已经上了两款公告,毕竟是新材料,今年预计有5千台左右的出货量。

遨优比较新,成立两年多,有两个生产基地,一个是在浙江湖州高铁站附近,已经形成一条大线的产能:1.5Gwh ,肇庆两条生产线,目前遨优共形成4.5Gwh的产能。我们是比较保守的,现在以每年保持两条线的增长速度进行发展,争取行业占比5%—10%。走的太快,会跟不上技术快速更迭的脚步。如果明年遨优固态电池研发成功,我们又将有新机遇,开始布局新产线。这样行业两大难点:成本、安全也就迎刃而解了。让大家对电动车愿意开,放心开!

谢谢大家!

 


 
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