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WNEVC 2022 | 蜂巢能源杨红新:锂电产业发展和技术创新-因创新而前进

2024-09-02 08:23:04 汽车知识 bianji01

 

由中国科学技术协会、北京市人民政府、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局联合主办的第四届世界新能源汽车大会(WNEVC 2022)于8月26-28日在北京、海南两地以线上、线下相结合的方式召开。其中,北京会场位于北京经济技术开发区的亦创国际会展中心。

大会由中国汽车工程学会等单位承办,将以“碳中和愿景下的全面电动化与全球合作”为主题,邀请全球各国政产学研界代表展开研讨。本次大会将包含20多场会议、13,000平米技术展览及多场同期活动,200多名政府高层领导、海外机构官员、全球企业领袖、院士及行业专家等出席大会发表演讲。

其中,在8月28日举办的技术研讨:“动力电池关键技术创新”上,蜂巢能源科技有限公司董事长兼CEO杨红新发表精彩演讲。

以下内容为现场演讲实录:

大家好,非常高兴今天在董扬理事长的号召下,我们中国锂电池多家企业齐聚一堂,有难得的交流和学习的机会,也进行了思想碰撞,我在下面也听了很多,记了很多,学习了很多。刚才几位嘉宾演讲的内容大部分是围绕着动力电池和汽车用电池这一细分市场细分赛道来讲的,我稍微把它的视野稍微拓宽一些,把站位稍微站的高一点去看,不单纯的去看动力电池本身,不单纯的看汽车本身,我们宏观的看整个大的能源领域是一个什么样的发展方向和趋势。在这样的发展方向和趋势下还会诞生哪些新的技术是需要我们关注的。这张图我们是站在更高的一个高度来看,在多领域新能源化未来的一个方向,我总结了四句话,是心怀能源,互联愿景,秉承纵横,圈层战略,攻坚产业关键技术,携手共建产业生态。

最后共建产业生态是个目标,我们的愿景是实现能源的互联。在实现“3060”这个大的战略过程当中,我们如何制定战略,如何识别关键技术,我们自己把它总结为的战略是一纵一横一圈层,一纵就是纵向一体化,尤其是最近大家知道的原材料价格上涨,微笑曲线作用更加凸显,纵向一体化的作用和价值是非常的巨大。横向多元化,锂电池这个产业诞生了大量的相关产业,以及相关技术。比如说充换电、智能制造、AI数字化、电池银行等,这是横向多元化的领域。为纵向和横向一体化服务的,就是外围整个生态圈层,包括一些金融服务,包括一些产业园新的模式构建,零碳产业园的思想,还有金融的支持、资本的支持、创新的模式。围绕着技术创新,刚才几位嘉宾讲的和我讲的基本相同,我们把他识别了六大痛点和对应的六个关键技术,无非就是快充还有寿命还有重组效率,还有安全,但是我这里面多了一个,就是更高的可预见性,来识别它的故障和做全生命周期的管理,也就是我这个图上写的风云平台,接下来的内容就会围绕这张图里面讲的战略,以及六个核心基础的方面逐一展开给大家做分享。

首先对我们的愿景用一张图展示一下,这张图是非常非常全的,从离我们最远的,从山川河流那边的光伏、风电,到变成特高压输电,或者变成氢能,把它到城市,到农业,到无人矿山,到轨道交通,到建筑,到我们的居民。所有的领域全可以依托于万物互联,以能源为载体实现连接,也就是未来想象中的一座低碳万物互联的城市,百分之百可以使用清洁能源,所有的交通工具全部电动化,同时大数据无处不在,让能源互联成为可能。能源互联又体现在云能源来统筹能源和交通的互动,实现最优的资源调配,这是我们未来“3060”阶段一个非常遥远的,但是是非常美好的一个畅想和愿景。

关于战略部分,我们首先讲为什么我们要做纵向一体化战略,包括横向多元化战略,纵向一体化战略最大的出发点就是从去年年底以来,原材料价格出现的上涨和对未来原材料紧缺的恐慌。这张图还是到六月份的碳酸锂,这上面写的是45万/吨左右,这几周已经又突破到48万/吨了,现在还在涨,所以我们成本压力非常非常大,微笑曲线上游的矿和中间的一些原材料,利润很小,下游的汽车厂不好,但是也有好的,比如说货运储能,便携式储能的领域比较好,比如说中间做电池的和做汽车的,在微笑曲线最谷底的,这个成本利润的压力是最大的,无论是钴镍还是锂,其实中国的储量都是少的,我们现在关注的磷,前段时间关注的是钴,镍也是一样的问题,中国的储量并不丰富,所以对所有这些材料我们都要考虑,除了技术创新以外,在产业纵向一体化布局上我们该做什么。

第二个驱动我们实现纵向和横向一体化战略的,还有就是新能源未来的增长周期。下面这个曲线是智能手机渗透率的过程,从10%关键节点,40%到70%,3个关键节点分别代表着导入期、成长期和成熟期,上面这张图是新能源汽车的一个周期的预测图,当然里面稍微多了一个阶段,然后车型的结构也会经历从纺锤到哑铃再到纺锤,最后形成瓜子汽车的产品结构,现在所处的阶段就是高速成长期,高速成长期使我们上游,甚至包括我们智能装备等领域没有做好准备。现在不仅是价格的问题,供应的问题,其实还存在大量的质量问题,我们现在使用磷酸铁锂的正级,我们经常发现来了一吨的材料里面有一只袜子或者一只口罩,你就想象不到,这就是我们中国现在上游原材料制造的水平,离我们车规级,离我们长寿命的水平要求差距还是巨大的,我们无论是成本还是供应还是质量。

纵向一体化的上半部分,主要是围绕矿产、基础材料、电池材料和电池装备来开展,下游更多是回收和储能梯次的业务。横向我们是协同产业发展的高技术和优质环节,圈层刚才讲的金融服务、技术支持和产业园建设,目前这个战略已经是蜂巢能源正在实施的战略,这里面画的不管是黄色的框还是绿色的框,蜂巢能源都在积极践行当中。

第三大部分,就是我第一页PPT讲到的,6个关键技术,这里面肯定不完整了,但是它是比较有代表性的,这里面除了电力电池以外,还体现了储能的方向,也是围绕着几个痛点,第一个站在材料技术角度讲,我们大胆抛出观点,大无钴系市场占比小于70%,磷酸铁锂没有钴,大无钴在汽车领域来讲我们把它从A00一直到BC级车,从300公里到700公里的划分,同时还有商用储能和轻型动力,所有这些能力在最右边这一列,在材料体系当中大家可以看到用磷酸铁锂,磷酸锰铁锂大部分可以覆盖,当然三元的价值也是非常大的,比如说快充,比如说PHEV,三元还是具有明显的优势。基于这样一个预测和占比的一个推测,我们认为未来广义的大无钴系材料体系的占比将是快速上升达到一个非常高的水平。这张图和刚才黄学杰老师讲的很相似,我们改了一下,下面这两条是磷酸铁锂和磷酸锰铁锂,这两类加在一起从市场占比上我们觉得可能会超过70%,当然在很多特殊领域,高性能领域,高能量密度领域三元的中电,朝着高电压4.4V、4.5V发展,高镍在大圆柱上的应用前景还是非常好的,因为现在有很多客户开始简洁的定义2025年以后整车的技术方向,他们低矮的电池包,又低又矮的电池包,然后对绝大部分主销的电池包空间大一些的,现在主推的是磷酸铁锂系的方向,这两个大的方向也是和我们这张图相匹配的,但是刚才吴总讲的也属于大无钴系,也加到这个图里面,我们也认为它会快速的发展。

这是我们两款产品,续航里程也做的比较高,可以做到800公里,昨天在成都车展长城的那款轿跑800公里的续航就使用我们的镍锰高电快充。

第二个技术创新,4C快充应用更广泛,4C很好,6C也很好,总之都是解决里程焦虑,充电焦虑,以及对公共资源释放的非常好的条件。但是我们要找到一个最佳平衡点,经济性平衡点,包括整车的经济性平衡点,包括公共资源、充电设施经济性的平衡点,4C如果配800V整车的相关电气零部件,不管是电控,包括我们的EPS,电器零部件,升到800V相对是一个还能接受的这么一个电压之间,如果再上升,压力还是很大的,但如果不升,做6C,电流又会很大,电流大带来的很多热管理的问题就会开始显现,所以相对来说平衡性比较好的一个技术指标定位,我们认为是4C。但是4C结合电流的降低,800-1000V高电压平台上还是优势比较明显的。除了800V,4C也需要快充,所以如何既兼容4C 800V,又兼容2.2C、2.3C 400V,还在一个平台下能够做到,我们设计的一款产品,就是图上展示的这款产品都可以兼容,同时兼容2.2C、4C和400V、800V,当然电池的容量要稍微调整,但是是一个尺寸。

第三个,我们认为基于叠片技术的突破,以及更高重组效率的追求,以及将磷酸铁锂的价值发挥到最大的这种诉求,长薄电芯的占比和供应将越来越多,同时在各领域都会开始应用,叫全域电动化,我们规划的短刀品类是从300毫米到600毫米,300毫米我们主要推的是以快充为主和800V为主,他重点是以应用无钴和三元两个体系为主的。从400毫米到600毫米可以用在长里程PHEV,长里程增程,以及商用车和储能电池,以及长里程的BEV上,是可以实现全覆盖,容量也随着厚度的变化略有不同,同时因为是两侧做的,电氢可以做的更满,做双电冷却。短刀的品类我们也做了一个推演和测算,从A0到BC级以上的车。

第四个,为了支持第三个关键技术创新,要把长薄电芯的品类发挥到最大价值,必须要攻克叠片的效率和叠片的质量,叠片以前应用的少,效率低,以及一些质量问题,如何解决这个问题,我们也投入了非常多的研发资源,做了非常大的技术创新,我们刚刚完成了80多台自研的热负荷切割一体机的招标,全部是我们自主研发的核心技术,供应商进行按图定制,将全面在今年年底入场,在我们新工厂全面投入使用,单片效率可以实现0.125秒,一次可以叠八片,同时可以实现每一片机组的在线检测,消除以前的质量隐患,而且可以实现单机组的在线剔除,发现缺陷可以在线剔除,不像以前一样,以前发现问题整个机组报废掉。同时整个机组效率还是不够高,我们要配合激光切割技术来实现更高技术,我们计划在明年把第四代开发成功,进一步支持我们叠片工艺的价值最大化。

第五个我们认为储能还是需要大储能,我们讲储能分很多的领域,大型储能需要配合光伏做到长寿命,光伏的寿命是20-25年,储能能不能也做到,当然宁德时代也推出了这样无衰减的电池,所以他就涉及到要推出预锂和补锂技术,比较难的是负极补锂,正极补锂我们现在实验室里的数据,在储能电芯上可以做到一万个循环左右,但是我们也想要冲击12000个循环,因为做到12000个循环就可以接近20个,就是光伏同寿命的要求。再把这些长寿命技术,预锂和补锂技术同时结合着短刀电芯组合到一起,我们同时推出来CTR技术,R就是肉,从电芯到模组再到促再到集装箱,我们也是学习了CTP车用电池的概念,把P去掉了,从Z直接到R到电芯到促这种技术,同时再结合着新型的冷却技术和安全技术,这样我们和现在市场上特别火的28安时的电芯比,无论从安全性还是面积能量密度,还是从成本上都实现了大幅的改善。我们这颗电芯的单体容量在325安时左右。最近大家可以看到行业里面有大量跨界做储能电芯的,几乎做的都是280安时这款产品,我们的目标是明年这款电芯量产的时候,通过电芯技术以及长寿命技术结合着箱体的集成性设计技术,无论从哪个方面都要碾压280传统的产品。

第六个产品是可预见性,因为我们不能保证所有的安全技术实施以后电池还不出问题,无论是电芯的本体安全,还是电池包的系统安全,都不能完全保证,因为毕竟存在概率,可预见性就变得非常重要。通过预警算法,实施监控、云端计算这种手段可以提前识别到电芯的潜在风险并给予预警,同时对于T4管理,残利用,全生命周期的价值评估,可以在线输出报告。我们已经监控了37万辆车了,覆盖了370个城市,目前预警的准确率通过中汽研的认证结果已经达到了94.7%,还是非常高的。

除了以上六个关键技术以外,其实还有很多技术我们要继续去挑战的,比如说如何进一步降低电解液的含量,如何进一步提高快充能力的同时保证高能量密度和循环寿命,包括进一步开发低镍无钴的材料,以及提高磷酸锰铁锂的压实密度,包括钠电池,包括刚才吴总讲的半固态,我们叫果冻电池,我们的果冻电池其实也是半固态,我们开发了一段时间以后发现确实应用价值不大,找不到它特别突出的应用价值,你说它多安全吧,它跟磷酸铁锂比也差不了多少,你说能量密度多高吧,跟三元比也差不了多少,这种情况下也很鸡肋,如何在某一方面变得更加安全,或者能量密度变得更高,总要在其中一个方面达到非常明显的领先性,才能够有实际的商业价值。我们是基于我们自主研发的自修复零胶态电解质的基础上也在开发我们下一代的果冻电池。

当然好的电芯最后要体现在车上,还是通过系统集成的方案来解决,我们把快充、高能量密度、高安全性所有这些技术集成到一起,我们形成了一个行业最高重组效率的方案,当然我指的是在磷酸铁锂的领域,在磷酸铁锂结合着我们短刀电芯的结构,综合了以上所有这些因素,我们即将在今年年底发布下一代电池技术,也尽请大家关注。

最后,我们讲了很多纵向、横向、圈层、一体化等这些战略层面的事情,到底怎么实现,还有很多我们未知的,或者没有精力去干的技术创新,我们推出了先锋招募计划,携手共创,我们通过搭建先锋招募基金大概5个亿,是社会化的基金,以我们成立的张博士智能制造公司,以及我们蜂巢能源的技术中心,联合在5月17号正式发布招募,一共收到的报名是117家,包括锂电三芯84家,智能制造82家,校园端创造7家,经过多维度的筛选35强入围,最后确定8强,这8强我们会和他们进行深入对接,进行资本孵化,这也是以上我们推出的战略规划、关键技术开发,未来前瞻技术探索配套推出的一个管理模式,模式创新,以及更加市场化,更加开放的方法来支撑上述目标的实现。

最后希望我们共同携手,共创未来,谢谢。

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