2021全球供应链大会｜中航锂电谢秋：尖晶石镍锰酸锂是下一代动力电池正极的候选

10月11-12日，由南京市人民政府和中国电动汽车百人会共同主办的“2021第三届全球新能源汽车供应链创新大会”在南京国际博览会议中心举行。本次会议的主题是“全球变化与双碳目标的汽车供应链”。在12日上午举行的动力电池主题峰会上，AVIC锂离子乘用车业务总经理谢丘发表了主题演讲。他分享了自己对下一代动力电池的看法。从资源和成本来看，尖晶石锰酸镍锂是下一代动力电池的候选材料。面对TWh时代如何高效制造？他指出，目前一条生产线大概是两三个GWh，我们现在希望单线达到10 GW的效率。发布的一站式电池是第四种包装形式。

以下为演讲实录:业内同仁下午好。很高兴有机会分享一些关于下一代动力电池的想法。9月份欧洲新能源渗透率已经达到24%，国内数据还没出来，但大概率也高于20%。随着新能源的井喷式增长，我们也面临着巨大的挑战。我们认为，未来两年，挑战可能会大于机遇。一个是双碳计划。每个人对最近的停电都有亲身经历。新能源正在高速发展。同时，产业链、正极材料、电池生产本身都是高耗能的环节。最后，我们如何在设计端创新，从材料到电池设计，以及工艺创新、设备创新，以及使用和回收的相关环节，减少碳排放？第三，目前资源的不平衡，碳酸锂比去年增长了四到五倍，现在又叠加了双碳的影响。现在整个行业成本压力巨大。我觉得现在新能源市场发展的一个前提是我们的成本能不能控制在汽车行业要求的水平之内。这是我们对于如何破局，如何减少资源消耗，如何降低成本的思考。一个是能量密度，这绝对是一个大方向。可以减轻电池重量，降低整车能耗。通过降低整车能耗，同样可以降低相同续航下对电池的需求。首先，它可以提高电池的生产效率。锂离子一条线是2GWh，三元铁一条线是3GWh。在几乎相同的能耗条件下，单位产量低，即单位能耗也会降低。要做的工作是这些高能量密度和高压材料的开发，结构创新，超薄集流体的应用，结构创新。第二，电池使用寿命长。目前国内的水平，达到50万公里以上的使用寿命是没有问题的，但是私家车的使用寿命一般不会超过20万公里。现在电池设计冗余太大。大家都在讲梯级利用，整个过程会增加新的碳排放，也会注入新的成本。我们的想法是，一辆车要在使用寿命内充分发挥价值，这也是降低能耗的最低方式。现在国家电网也在推广V2G。我们可以想象一下，全国发电量约为22亿千瓦。当新能源汽车保有量达到1亿辆时，每辆车将贡献10千瓦的电力，对整个电网的负荷有很大的帮助。特别是目前资源非常紧张，储能已经开始爆发。如果储能市场新建储能电站，目前的锂资源及相关资源将更加紧张。第三，高效制造，材料本身的创新减少了稀缺资源的使用，材料本身需要改性，包括电池制造过程中的能耗。现在大家推广的高镍系列8、9也会增加电池企业生产过程中的能耗。还有关于回收的讨论，如何更有效地回收，以更低的成本回收……低碳测试和回收。还有就是面对TWh时代的大规模制造，如何大幅提高电池的生产效率。像特斯拉的4680就是一个创新。四、内阻，降低内阻，一个很直接的改进就是提高电能和化学能之间的转换效率，以减少碳排放。还有，提高充电速度后，大家可能就不那么焦虑里程了，不那么纠结了。现在每个人充100度电。如果充电速度够快，大家可能就不会那么焦虑里程了，可以少装电池，少消耗相关资源。这也是我们这么多年的持续迭代，从2007年到现在。最早的时候2007年铁锂水平100Wh/kg，2019年采用磷酸锰锂和三元混合技术。现在磷酸锰锂行业再次升温，后期三元安全性不断提升，到后期的五系、六系材料，还有未来的九系，还有尖晶石锰酸镍锂，20。这是我们对下一代材料的展望。我们特别赞同黄先生的观点，未来正极材料可能会有几种路线，从资源和成本的角度。我们认为尖晶石锰酸镍锂是下一代正极材料的候选材料。我们做了一个计算。现在我们正常的三元材料，五系和六系材料，只有70%的锂被使用，另外30%的锂不参与充放电。这是一种资源。尖晶石锰镍酸锂的锂可达95%，利用率与铁锂相近，但尖晶石锰镍酸锂的能量密度要高得多。如果现在锂的利用率从70%到95%，就意味着我们对锂的需求会下降30%。大家可以看到今年碳酸锂的行情。如果需求下降30%，相信碳酸锂的市场不会像现在这么紧张。从成本和资源角度考虑，低镍高锰是下一代电池材料的候选材料。还有负极材料，如何减少资源消耗。一个是石墨。国内动力电池的天然石墨用的少，用的不好。石墨化过程也是一个高能耗的过程。天然石墨的下一步也是大家研究的重点方向。如何降低能耗，降低成本？二是提高性能。如何不断提高能量密度和快速充电速度，包括这些天然石墨的包覆改性和新材料的应用，是下一步要做的研究工作。还有结构创新。电池组中真正有用的是活性物质，正极和负极的活性物质。原则上，其他结构部件是不必要的。我们需要做一个非常简化的设计。这是我们的结构设计。从第一代的重量可以看出，结构件的单位体积重量是400克，到明年要推出的产品，结构件的重量会降到每升120克。包括DCR在内，建筑物本身的DCR已从0.2毫欧降至0.15毫欧，组装过程也大大简化。这是350Wh/kg的关键技术。现在成品，一毫米的钢冲压两毫米，伴随着电压的降低。每个人都谈论回收利用。我来说说我们对回收的理解。第一，我们认为最好是在电池的生命周期内，在汽车上使用期间，充分发挥电池的价值。这真的只是回收利用。如何高效回收？现在回收是三代技术。一代很野蛮很暴力，二代坏了电池扔进去。第三代要做精细化、自动化拆解，铜箔、铝箔、正极、负极材料完全分离，效率会高很多。三是短流程就地再生。当然，这是很难的。现在大家的做法是粉碎后变成盐、硫酸钴、硫酸镍，然后收割物料。我们希望缩短流程，在材料层面直接再生材料，以减少整体碳排放，降低成本。最后，我们……思考如何在TWh时代高效生产。目前一条生产线大概两到三GWh。如果真的要做TWh，不可能建这么多线。现在要做到10GWh以上的单线效率，底层功能必须重新构思。发布的一站式电池是第四种包装形式。同时在整个工艺和设备上做了很多创新。我们的能量密度可以看得见，系统却看不见。同样的空间，我们的电池可以从三元换成锂离子，因为体积能量密度更高，锂离子可以支持700公里，电池组能量密度可以达到160Wh/kg。如果采用三元，里程可以支持1000公里，电池组能量密度可以达到240GWh/kg。我们可以看到今年第四季度的公告，电池组的能量密度可以达到220Wh/kg，明年开始量产。我的演讲结束了。希望大家共同努力，推动整个行业的健康可持续发展。谢谢你。10月11-12日，由南京市人民政府和中国电动汽车百人会共同主办的“2021第三届全球新能源汽车供应链创新大会”在南京国际博览会议中心举行。本次会议的主题是“全球变化与双碳目标的汽车供应链”。在12日上午举行的动力电池主题峰会上，AVIC锂离子乘用车业务总经理谢丘发表了主题演讲。他分享了自己对下一代动力电池的看法。从资源和成本来看，尖晶石锰酸镍锂是下一代动力电池的候选材料。面对TWh时代如何高效制造？他指出，目前一条生产线大概是两三个GWh，我们现在希望单线达到10 GW的效率。发布的一站式电池是第四种包装形式。

以下为演讲实录:业内同仁下午好。很高兴有机会分享一些关于下一代动力电池的想法。9月份欧洲新能源渗透率已经达到24%，国内数据还没出来，但大概率也高于20%。随着新能源的井喷式增长，我们也面临着巨大的挑战。我们认为，未来两年，挑战可能会大于机遇。一个是双碳计划。每个人对最近的停电都有亲身经历。新能源正在高速发展。同时，产业链、正极材料、电池生产本身都是高耗能的环节。最后，我们如何在设计端创新，从材料到电池设计，以及工艺创新、设备创新，以及使用和回收的相关环节，减少碳排放？第三，目前资源的不平衡，碳酸锂比去年增长了四到五倍，现在又叠加了双碳的影响。现在整个行业成本压力巨大。我觉得现在新能源市场发展的一个前提是我们的成本能不能控制在汽车行业要求的水平之内。这是我们对于如何破局，如何减少资源消耗，如何降低成本的思考。一个是能量密度，这绝对是一个大方向。可以减轻电池重量，降低整车能耗。通过降低整车能耗，同样可以降低相同续航下对电池的需求。首先，它可以提高电池的生产效率。锂离子一条线是2GWh，三元铁一条线是3GWh。在几乎相同的能耗条件下，单位产量低，即单位能耗也会降低。要做的工作是这些高能量密度和高压材料的开发，结构创新，超薄集流体的应用，结构创新。第二，电池使用寿命长。目前国内的水平，达到50万公里以上的使用寿命是没有问题的，但是私家车的使用寿命一般不会超过20万公里。现在电池设计冗余太大。大家都在讲梯级利用，整个过程会增加新的碳排放，也会注入新的成本。我们的想法是……汽车应该在使用寿命期间充分发挥其价值，这也是降低能耗的最低途径。现在国家电网也在推广V2G。我们可以想象一下，全国发电量约为22亿千瓦。当新能源汽车保有量达到1亿辆时，每辆车将贡献10千瓦的电力，对整个电网的负荷有很大的帮助。特别是目前资源非常紧张，储能已经开始爆发。如果储能市场新建储能电站，目前的锂资源及相关资源将更加紧张。第三，高效制造，材料本身的创新减少了稀缺资源的使用，材料本身需要改性，包括电池制造过程中的能耗。现在大家推广的高镍系列8、9也会增加电池企业生产过程中的能耗。还有关于回收，如何更有效地回收，以更低的成本回收，以更低的碳回收。还有就是面对TWh时代的大规模制造，如何大幅提高电池的生产效率。像特斯拉的4680就是一个创新。四、内阻，降低内阻，一个很直接的改进就是提高电能和化学能之间的转换效率，以减少碳排放。还有，提高充电速度后，大家可能就不那么焦虑里程了，不那么纠结了。现在每个人充100度电。如果充电速度够快，大家可能就不会那么焦虑里程了，可以少装电池，少消耗相关资源。这也是我们这么多年的持续迭代，从2007年到现在。最早的时候2007年铁锂水平100Wh/kg，2019年采用磷酸锰锂和三元混合技术。现在磷酸锰锂行业再次升温，后期三元安全性不断提升，到后期的五系、六系材料，还有未来的九系，还有尖晶石锰酸镍锂，20。这是我们对下一代材料的展望。我们特别赞同黄先生的观点，未来正极材料可能会有几种路线，从资源和成本的角度。我们认为尖晶石锰酸镍锂是下一代正极材料的候选材料。我们做了一个计算。现在我们正常的三元材料，五系和六系材料，只有70%的锂被使用，另外30%的锂不参与充放电。这是一种资源。尖晶石锰镍酸锂的锂可达95%，利用率与铁锂相近，但尖晶石锰镍酸锂的能量密度要高得多。如果现在锂的利用率从70%到95%，就意味着我们对锂的需求会下降30%。大家可以看到今年碳酸锂的行情。如果需求下降30%，相信碳酸锂的市场不会像现在这么紧张。从成本和资源角度考虑，低镍和高锰是下一代电池材料的候选材料。还有负极材料，如何减少资源消耗。一个是石墨。国内动力电池的天然石墨用的少，用的不好。石墨化过程也是一个高能耗的过程。天然石墨的下一步也是大家研究的重点方向。如何降低能耗，降低成本？二是提高性能。如何不断提高能量密度和快速充电速度，包括这些天然石墨的包覆改性和新材料的应用，是下一步要做的研究工作。还有结构创新。电池组中真正有用的是活性物质，正极和负极的活性物质。原则上，其他结构部件是不必要的。我们需要做一个非常简化的设计。这是我们的结构设计。从第一代的重量可以看出，结构件的单位体积重量是400克，到明年要推出的产品，结构件的重量会降到每升120克。包括DCR在内，建筑物本身的DCR已从0.2毫欧降至0.15毫欧，组装过程也大大简化。这是350Wh/kg的关键技术。现在，菲……棚积，一毫米的钢打两毫米，伴随着电压的降低。每个人都谈论回收利用。我来说说我们对回收的理解。第一，我们认为最好是在电池的生命周期内，在汽车上使用期间，充分发挥电池的价值。这真的只是回收利用。如何高效回收？现在回收是三代技术。一代很野蛮很暴力，二代坏了电池扔进去。第三代要做精细化、自动化拆解，铜箔、铝箔、正极、负极材料完全分离，效率会高很多。三是短流程就地再生。当然，这是很难的。现在大家的做法是粉碎后变成盐、硫酸钴、硫酸镍，然后收割物料。我们希望缩短流程，在材料层面直接再生材料，以减少整体碳排放，降低成本。最后，我们思考如何在TWh时代高效制造。目前一条生产线大概两到三GWh。如果真的要做TWh，不可能建这么多线。现在要做到10GWh以上的单线效率，底层功能必须重新构思。发布的一站式电池是第四种包装形式。同时在整个工艺和设备上做了很多创新。我们的能量密度可以看得见，系统却看不见。同样的空间，我们的电池可以从三元换成锂离子，因为体积能量密度更高，锂离子可以支持700公里，电池组能量密度可以达到160Wh/kg。如果采用三元，里程可以支持1000公里，电池组能量密度可以达到240GWh/kg。我们可以看到今年第四季度的公告，电池组的能量密度可以达到220Wh/kg，明年开始量产。我的演讲结束了。希望大家共同努力，推动整个行业的健康可持续发展。谢谢你。

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