WNEVC 2022 | 中创新航谢秋：One-Stop高锰铁锂电池

由中国科学技术协会、北京市人民政府、海南省人民政府、科技部、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日至28日在北京和海南线上线下举办。其中，北京会场位于北京经济技术开发区艺创国际会展中心。

会议由中国汽车工程学会等单位主办，将以“碳中和愿景下的全电动化与全球合作”为主题，邀请全球政产学研各界代表共同探讨。大会将包括20多场会议，13，000平方米的技术展览和许多同期活动。200多位政府高级领导人、海外机构官员、全球商界领袖、学者和行业专家将出席会议并发表演讲。

其中，中创新航科技有限公司高级副总裁谢丘在8月28日下午举行的“动力电池关键技术创新”技术研讨会上发表了精彩演讲。

以下为现场演讲:

谢谢许秘书长。下午好，非常感谢大会的邀请。在去年的海南世界新能源大会上，我们发布了一站式的电池平台技术。经过一年多的努力，我们的电池已经完成了试点测试，目前正在对我们的支持型号进行相关的可靠性测试。一站式电池是我们利用低性能的原理来重构电池单元的结构和制造技术。一站式电池能量密度更高，制造效率更高，空间利用率更好。这是我们第一代一站式磷酸铁锂的技术指标。采用一站式工艺的纯磷酸锰锂电池组能量密度达到了每千克152瓦时，这应该是目前为止业内磷酸铁锂电池组最高的能量密度，支撑整车续航里程超过600公里，同时整体质量能量密度保持率达到了77%。这一切的前提是，我们的电池组高度只有110 mm左右，如果把电池组的高度放在业界常见的135 mm的高度，整车续航里程可以超过700公里。纯磷酸亚铁锂的话，电池组的电量会超过80千瓦时，接近90千瓦时。这是能源电池组的进步，也是对上届海南大会的回顾。

在开发一站式的同时，我们一直在思考一个问题，就是刚才董阳董事长说的电池的初心是什么？董董事长讲用好。我们想知道用户对电池的需求是什么。电池能为用户创造什么价值？什么样的用户体验可以提升？我们把电池的用户体验分为四个层次，参考马斯洛的模型。在第一层，底层需求肯定是安全的。虽然这几年通过层出不穷的安全技术，安全有了很大的进步，但是也可以看到上半年我们的安全问题依然时有发生，所以安全作为电池需求的底层逻辑并没有改变。

第二个层面，我觉得是电池的经济性，这个也很影响用户体验。我说这里的经济分为三个层次。第一个是现在用户的购买成本。从去年到现在，我们都知道碳酸锂涨了十几倍。间接购买电池组比去年贵了几万块钱，用户单位里程的电池购买成本在增加，这在购买成本里。你可以看到现在的用户对成本有多敏感。现在你可以看到有两种趋势。一个是锂铁。大家都在想办法用便宜的材料，买便宜的材料，不管是经济型车还是中高级车，甚至是豪华品牌。锂铁的走势也很敏感。首先是……hat用户在选择材料成本更低的技术路线；第二，大家都在降低电池的能量。正如你所看到的，PHEV的发展势头非常迅猛。我觉得除了油价高之外，用户也在想办法降低每公里电池的购买成本，也就是降低耗电量。我判断，未来两年PHEV应该还会处于高速增长的势头。如果锂的价格不下来，我想这个势头会保持下去。相反，大功率的纯电动增速可能没有大家想的那么快。经济的第一点是用户的直接购买成本，单位里程的电池购买成本在上升。第二点，电池的使用成本其实在增加。大家认为使用成本不仅仅是充电，还有一年充一次电多少钱。但是现在电池组设计集成度越来越高，比如C2P，C2C，大量使用粘合剂，可维护性越来越差。现在修一个包，如果行驶过程中底部颠簸，电池损坏，一次换几万块最少，多的也有几十万。最近有消息出来说要50多万，大家的可维护性成本越来越高。用户会怎么做来降低使用成本？如果买保险，保费会更高。第二，我们的实际使用成本其实在增加。你可能会说被撞的概率比较小，但是历史的尘埃落在一个人头上就是陨石。这就是我们认为的用户对电池需求的第二个层面。

第三个层面是狭义的传统用户体验，包括充电的便捷性和速度，包括换电、充电速度、加速、续航。即使是现在，电池也已经作为结构件参与了整车的NVH。

用户需求的第四个层面是道德层面，我们所有人的环保意识都越来越强。我们希望这种电池是环保和可持续的。着眼于我们用户对电池的需求，我们在开发一站式1.0的同时，也在迭代2.0。

在安全方面，我们采用了我们叫TPP2.0的技术，前年我们推出了TPP1.0技术，实现了整包不着火，业界也推出了自己的安全技术。但在实际演出中，安全问题依然屡见报端。这是什么意思？就是我们在实验室做的实验，无论是样本量还是模拟故障，在实际使用过程中远远小于这种更复杂的工况，电池组会经历更复杂的工况。我们现在开发TPP2.0技术的目的，其实就是为了增强我们系统的安全健壮性。我们是行业中热电分离设计的先驱。热电分离是什么意思？当电池遇到热失控和压力释放时，产生的气体具有两个特征。第一个是高压，第二个是会导电，会迅速引起高压电弧短路，引起更复杂的短路。传统的设计是对这些bdo做很多保护。我们现在在做热电分离。你可以在这个图中看到，我们的电芯泄压方向是沿着高度方向Z的，我们的电气连接是指高压电在电池的两侧，也就是不在一个平面上，所以高压气体不会直接冲击高压连接，包括绝缘损坏和高温导电物质的沉积，导致高压短路。同时我们也为他设置了独立的气压。这就是我们在安全方面所做的，就是在热失控的情况下，应对更复杂的工况。

其次，我想谈谈我们刚才展示的用户经济。后来我们发现这个成本和可持续发展其实是相通的，用户在成本和道德层面上其实和自己需要的可持续发展并不矛盾。我们目前的思路是开发更低成本的材料，同时通过PACE级别的一些技术，使材料更低的电池具有更高的能量密度，以延长这种低成本材料所覆盖的里程，所以我们现在可以支持磷酸盐系统的里程发展到700公里，从而使原始成本曲线的斜率在600千公里之间……ers和低800公里。

我再来说说我们的材料。事实上，锰材料在整个电池材料行业中占有重要地位。黄老师一直在做锰材料。锰在橄榄石材料中起着至关重要的作用，如磷酸锰锂、众所周知的三元材料或尖晶石。2014年是我们第一次量产磷酸锰锂和三元复合正极电池。2014年量产磷酸锰锂的主要目的是提高安全性。当时国标需要做针刺试验，我们把锂锰合金和三元混合后就能顺利通过试验。这是我们在2014年对锂锰合金的尝试。但是锂锰铁也有锂锰铁的问题，导电性更差，能量密度达不到。在过去的八年里，我们一直在不断地解决和改善锂锰合金的一系列问题。现在我们终于在技术上有了进一步的突破，无论是它的电导率还是能量密度，都有了很大的进步。在700km车辆上，磷酸铁锰锂可以替代原来的三元产品。与三元产品相比，其贵金属元素含量为零，无镍无钴。同时，每瓦时锂的用量比磷酸亚铁锂减少了5%。如果是相对三元的话，每瓦时的锂量减少的更多。

我们的锰材料通过加强阳离子的均匀掺杂和设计锰的径向梯度来构建锂界面，包括柔性超导电学界面的设计。和以前相比，因为锰的影响，我们的寿命也有了很大的进步，可以达到2500次循环。

刚才我们谈到了用户的一次性购买成本，第二就是我们在使用成本上也做了一些技术迭代。第一，通过节省Z方向的空间，我们在底部留了一个很高的凹凸空间来防止磕碰，并且我们将凹凸空间和电芯原有的线压空间结合起来，节省了7%左右的高度，所以现在我们在电池组的高度上节省了7%，使得电池组的高度急剧上升，使电池组更短，这样整车会有更高的离地间隙，降低了磕碰的概率。

第二，即使有磕碰，我们现在也研发出了可修复的技术，就是冷板损坏了，我们可能会修复，电池损坏了，我们可以更换模块，而不是更换整包，帮助大家降低售后维修的高成本。

基于以上对电池用户体验的理解，并基于一些相关的材料技术和结构技术，我们研发了一站式高锰铁锂电池，具有以下特点:一是安全性更好，也就是我刚才说的，我们采用TPP2.0的热电分离技术，保证系统安全的鲁棒性；其次，包括镍、钴、锂等稀有金属的消耗大大降低，有助于大家在同等条件下获得更低的购买成本。电池组能量密度达到每公斤180瓦时，能量密度保持率突破80%里程，支持整车行驶里程达到700公里。但这些前提都是建立在电池组高度在110 mm左右的前提下，如果做得更高，能量密度更高，里程更长。同时从用户的使用成本来说，我们做到了更少的颠簸，降低了7%的高度，更高的离地间隙和维护。在充电能量的体验上，它是可充电可更换的，整个电池组将在2024年左右与大家见面。我们的理念是，科技的进步永远是为了人类有更好的生活。我们最初的电池名称是一站式电池，我们的电池意味着用更好的电池为每个人创造更好的生活。我们也将通过不断的技术创新，努力为您带来更好、更安全、更高性能、更高性价比的产品体验。

我的报告到此结束，谢谢。

(注:本文根据现场速记整理，未经发言人审核。)由中国科学技术协会、北京市人民政府、海南省人民政府、科技部、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日至28日在北京和海南线上线下举办。其中，北京会场位于北京经济技术开发区艺创国际会展中心。

会议由中国汽车工程学会等单位主办，将以“碳中和愿景下的全电动化与全球合作”为主题，邀请全球政产学研各界代表共同探讨。大会将包括20多场会议，13，000平方米的技术展览和许多同期活动。200多位政府高级领导人、海外机构官员、全球商界领袖、学者和行业专家将出席会议并发表演讲。

其中，中创新航科技有限公司高级副总裁谢丘在8月28日下午举行的“动力电池关键技术创新”技术研讨会上发表了精彩演讲。

以下为现场演讲:

谢谢许秘书长。下午好，非常感谢大会的邀请。在去年的海南世界新能源大会上，我们发布了一站式的电池平台技术。经过一年多的努力，我们的电池已经完成了试点测试，目前正在对我们的支持型号进行相关的可靠性测试。一站式电池是我们利用低性能的原理来重构电池单元的结构和制造技术。一站式电池能量密度更高，制造效率更高，空间利用率更好。这是我们第一代一站式磷酸铁锂的技术指标。采用一站式工艺的纯磷酸锰锂电池组能量密度达到了每千克152瓦时，这应该是目前为止业内磷酸铁锂电池组最高的能量密度，支撑整车续航里程超过600公里，同时整体质量能量密度保持率达到了77%。这一切的前提是，我们的电池组高度只有110 mm左右，如果把电池组的高度放在业界常见的135 mm的高度，整车续航里程可以超过700公里。纯磷酸亚铁锂的话，电池组的电量会超过80千瓦时，接近90千瓦时。这是能源电池组的进步，也是对上届海南大会的回顾。

在开发一站式的同时，我们一直在思考一个问题，就是刚才董阳董事长说的电池的初心是什么？董董事长讲用好。我们想知道用户对电池的需求是什么。……电池能为用户创造什么价值？什么样的用户体验可以提升？我们把电池的用户体验分为四个层次，参考马斯洛的模型。在第一个层次，底层需求肯定是安全的。虽然这几年通过层出不穷的安全技术，安全有了很大的进步，但是也可以看到上半年我们的安全问题依然时有发生，所以安全作为电池需求的底层逻辑并没有改变。

第二个层面，我觉得是电池的经济性，这个也很影响用户体验。我说这里的经济分为三个层次。第一个是现在用户的购买成本。从去年到现在，我们都知道碳酸锂涨了十几倍。间接购买电池组比去年贵了几万块钱，用户单位里程的电池购买成本在增加，这在购买成本里。你可以看到现在的用户对成本有多敏感。现在你可以看到有两种趋势。一个是锂铁。大家都在想办法用便宜的材料，买便宜的材料，不管是经济型车还是中高级车，甚至是豪华品牌。锂铁的走势也很敏感。首先是用户在选择材料成本更低的技术路线；第二，大家都在降低电池的能量。正如你所看到的，PHEV的发展势头非常迅猛。我觉得除了油价高之外，用户也在想办法降低每公里电池的购买成本，也就是降低耗电量。我判断，未来两年PHEV应该还会处于高速增长的势头。如果锂的价格不下来，我想这个势头会保持下去。相反，大功率的纯电动增速可能没有大家想的那么快。经济的第一点是用户的直接购买成本，单位里程的电池购买成本在上升。第二点，电池的使用成本其实在增加。大家认为使用成本不仅仅是充电，还有一年充一次电多少钱。但是现在电池组设计集成度越来越高，比如C2P，C2C，大量使用粘合剂，可维护性越来越差。现在修一个包，如果行驶过程中底部颠簸，电池损坏，一次换几万块最少，多的也有几十万。最近有消息出来说要50多万，大家的可维护性成本越来越高。用户会怎么做来降低使用成本？如果买保险，保费会更高。第二，我们的实际使用成本其实在增加。你可能会说被撞的概率比较小，但是历史的尘埃落在一个人头上就是陨石。这就是我们认为的用户对电池需求的第二个层面。

第三个层面是狭义的传统用户体验，包括充电的便捷性和速度，包括换电、充电速度、加速、续航。即使是现在，电池也已经作为结构件参与了整车的NVH。

用户需求的第四个层面是道德层面，我们所有人的环保意识都越来越强。我们希望这种电池是环保和可持续的。着眼于我们用户对电池的需求，我们在开发一站式1.0的同时，也在迭代2.0。

在安全方面，我们采用了我们叫TPP2.0的技术，前年我们推出了TPP1.0技术，实现了整包不着火，业界也推出了自己的安全技术。但在实际演出中，安全问题依然屡见报端。这是什么意思？就是我们在实验室做的实验，无论是样本量还是模拟故障，在实际使用过程中远远小于这种更复杂的工况，电池组会经历更复杂的工况。我们现在开发TPP2.0技术的目的，其实就是为了增强我们系统的安全健壮性。我们是行业中热电分离设计的先驱。热电分离是什么意思？当电池遇到热失控和压力释放时，产生的气体具有两个特征。第一个是高压，第二个是会导电，会迅速引起高压电弧短路，引起更复杂的短路。传统的设计是对这些bdo做很多保护。我们现在在做热电分离。你可以在这个图中看到，我们的电芯泄压方向是沿着高度方向Z的，我们的电气连接是指高压电在电池的两侧，也就是不在一个平面上，所以高压气体不会直接冲击高压连接，包括绝缘损坏和高温导电物质的沉积，导致高压短路。同时我们也为他设置了独立的气压。这就是我们在安全方面所做的，就是在热失控的情况下，应对更复杂的工况。

其次，我想谈谈我们刚才展示的用户经济。后来我们发现这个成本和可持续发展其实是相通的，用户在成本和道德层面上其实和自己需要的可持续发展并不矛盾。我们目前的思路是开发更低成本的材料，同时通过PACE级别的一些技术，使材料更低的电池具有更高的能量密度，以延长这种低成本材料所覆盖的里程，所以我们现在可以支持磷酸盐系统的里程发展到700公里，从而使原始成本曲线的斜率在600千公里之间……ers和低800公里。

我再来说说我们的材料。事实上，锰材料在整个电池材料行业中占有重要地位。黄老师一直在做锰材料。锰在橄榄石材料中起着至关重要的作用，如磷酸锰锂、众所周知的三元材料或尖晶石。2014年是我们第一次量产磷酸锰锂和三元复合正极电池。2014年量产磷酸锰锂的主要目的是提高安全性。当时国标需要做针刺试验，我们把锂锰合金和三元混合后就能顺利通过试验。这是我们在2014年对锂锰合金的尝试。但是锂锰铁也有锂锰铁的问题，导电性更差，能量密度达不到。在过去的八年里，我们一直在不断地解决和改善锂锰合金的一系列问题。现在我们终于在技术上有了进一步的突破，无论是它的电导率还是能量密度，都有了很大的进步。在700km车辆上，磷酸铁锰锂可以替代原来的三元产品。与三元产品相比，其贵金属元素含量为零，无镍无钴。同时，每瓦时锂的用量比磷酸亚铁锂减少了5%。如果是相对三元的话，每瓦时的锂量减少的更多。

我们的锰材料通过加强阳离子的均匀掺杂和设计锰的径向梯度来构建锂界面，包括柔性超导电学界面的设计。和以前相比，因为锰的影响，我们的寿命也有了很大的进步，可以达到2500次循环。

刚才我们谈到了用户的一次性购买成本，第二就是我们在使用成本上也做了一些技术迭代。第一，通过节省Z方向的空间，我们在底部留了一个很高的凹凸空间来防止磕碰，并且我们将凹凸空间和电芯原有的线压空间结合起来，节省了7%左右的高度，所以现在我们在电池组的高度上节省了7%，使得电池组的高度急剧上升，使电池组更短，这样整车会有更高的离地间隙，降低了磕碰的概率。

第二，即使有磕碰，我们现在也开发了可修复技术，就是冷板损坏了，我们可能会修复，电池损坏了，我们可以更换模块，而不是更换整包，帮助大家降低售后维修的高成本。

基于以上对电池用户体验的理解，并基于一些相关的材料技术和结构技术，我们研发了一站式高锰铁锂电池，具有以下特点:一是安全性更好，也就是我刚才说的，我们采用TPP2.0的热电分离技术，保证系统安全的鲁棒性；其次，包括镍、钴、锂等稀有金属的消耗大大降低，有助于大家在同等条件下获得更低的购买成本。电池组能量密度达到每公斤180瓦时，能量密度保持率突破80%里程，支持整车行驶里程达到700公里。但这些前提都是建立在电池组高度在110 mm左右的前提下，如果做得更高，能量密度更高，里程更长。同时从用户的使用成本来说，我们做到了更少的颠簸，降低了7%的高度，更高的离地间隙和维护。在充电能量的体验上，它是可充电可更换的，整个电池组将在2024年左右与大家见面。我们的理念是，科技的进步永远是为了人类有更好的生活。我们最初的电池名称是一站式电池，我们的电池意味着用更好的电池为每个人创造更好的生活。我们也将通过不断的技术创新，努力为您带来更好、更安全、更高性能、更高性价比的产品体验。

我的报告到此结束，谢谢。

(注:本文根据现场速记整理，未经发言人审核。)

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