CIBF丨冀亚娟：亿纬锂能软包电池已做到投产即盈利

2021 3月18日，由中国化学和物理动力工业协会动力电池应用分会和中国电池网联合组织的第二届新能源汽车和动力电池国际交流大会（CIBF深圳）在深圳举行。会议期间，有限公司基础材料与技术研究室主任季亚娟发表了题为《益威锂动力电池材料技术研发进展》的主题报告。

以下是演讲稿：

大家下午好。我是来自惠州意威锂能源有限公司的季亚娟，很荣幸有机会与大家分享我们公司材料技术研究的进展。我的报告将重点关注以下四个方向。

首先是动力电池的发展现状。动力电池技术的发展是基于政策需求和知识的技术变革。 在这种背景下，我相信近年来能源结构将得到重塑，能源供应侧和能源需求侧都将发生重大变化。在这种大背景下，我们能为动力电池做些什么？你可以看看右上角的图片，它显示了我们在碳排放方面可以对传统燃料汽车和新能源汽车做些什么。

传统燃油汽车的二氧化碳排放量超过10%。他们现在能达到什么水平来推广新能源汽车？是一个相对较广的范围。从10%到负90%。为什么会有这么大的范围？原因也很简单。当驾驶能源汽车时，碳排放会减少，但当充电时，电力仍然来自火力发电，二氧化碳不会起到作用。这也要求未来在能源供应方面开发更清洁的能源，包括氢气、太阳能、风能等。

我们相信，碳中和等战略为中国新能源汽车和储能的发展奠定了基础。在此背景下，基于国内外对锂离子动力电池市场发展的研究，我们认为电动化趋势将提前到来，应在2023年甚至更早进入TWH时代。在如此大的需求下，让我们来看看动力电池技术路线是如何选择的。

从右上角的图片可以看出，由于铁锂电池的能量密度增加，未来铁锂电池和三元电池将长期共存。近年来，由于刀片电池和CtoP的出现，其能源有了很大的提高。从三元的角度来看，长期的高比能是发展的趋势，高镍含量将成为主流。

接下来，我将简要介绍我们公司在动力电池方面的战略布局。我们在电池方面做任何事情，不仅是锂电池，还有动力电池。今年，磷酸铁锂电池在动力电池中的份额为23GWH，占市场的50%，在储能方面的份额为100%。它的市场非常大，磷酸铁锂的布局增长非常快。2022年为45GWH，2024年为140GWH。对于软包装电池，到2024年，我们的生产能力将达到40GWH。通常，制造电池很少赚钱。我想补充一点，去年我们制造软包装电池时赚了钱，而当我们将其投入生产时，很难赚钱。

三元电池方面，今年的产能为8吉瓦时，2024年将达到16.5吉瓦时。圆柱形电池不是18650电池。这个电池市场是电动工具市场。我们正在布置两个大型圆柱形电池，46800和46950。预计2023年产能将释放20GWH，2024年产能将达到40GWH。亿纬锂业始终坚持以市场为导向，为客户提供全面的解决方案。

第二部分简要介绍了软包装电池的技术路线。这个数字是为客户设计的软包装。我们知道，软包装设计的最大优点是其结构决定了其高比容量。这是一种相对化学的系统设计，与方形外壳电池相比具有显著优势，能量密度至少提高了50%。在循环寿命方面也有显著优势，我们……

与方形外壳电池相比，est结果至少提高了10%。循环过程中膨胀非常低。这就是软电池组的优点。很多人都提到了高安全特性，这也是基于铝塑膜柔性包装的结构，因此安全边界会更好。当发生热失控时，它不会剧烈爆炸，但也存在问题，因为单体具有良好的安全性，但模块不好，容易发生热扩散。软包电池还有一个灵活的尺寸，可以为开发定制。由于软封装具有低内阻的特点，因此在功率特性方面具有很大的优势。

我们相信，完全自动化和高度一致性是我们公司产品的优势。因为我们目前使用的是全自动化设备和先进的管理系统，所以产品的自动化程度非常高。此外，一致性也很好。自2018年以来，该公司一直坚持管理路线，管理灰尘，并管理全链条的螺丝、毛刺和焊芯。软包生产链的直通率可以达到96%。

接下来，我给大家分享一下该公司三元产品在乘用车市场的技术路线，也分为两部分：1。纯电动汽车市场。有240到280到320个吊装过程，在材料选择上没有显著差异。目前正在推广的方形三元材料体系为高压材料体系，选用中镍单晶材料。2023年，主要推广方形电池，其中铁锂和三元电池占据了市场布局的一半。2023年后，我们将在市场上逐步推广大型圆柱形电池和软包装电池，并相信未来由于能量密度的进一步提高，肯定会是高镍低钴的趋势和高硅材料体系。

2.PHEV，软包装具有独特的优势。现在和未来，它将推动软包装电池和方壳电池同时运行。

以下是对电池材料研究进展的介绍。这是目前的技术状况。该产品为300Wh/kg，并采用两端设计。在常温条件下，数据可以支持3000次循环的循环寿命，客户反馈显示其循环寿命比锂铁更有优势。在45摄氏度的温度下，它的使用寿命也达到了1000周。

此图显示了该产品的快速充电特性。使用步进充电模式，可以在18分钟内完成10SOC到80SOC的速度。经过10次快速充电测试，也可以看出接口非常好，没有析锂问题。未来的目标是实现9分钟的快速充电。当谈到高比能电池，特别是高镍电池系统时，每个人都非常关心安全问题。在材料端也有新的安全技术突破，主要是因为使用了另一种安全性能更高的材料，但它不是磷酸铁锂。在高镍材料的复合使用中，只需少量掺杂即可看出，在软包装电池中仅使用高镍时，针头测试是不可接受的，并且会发现鼓包现象。刺破软包装电池仍然很困难，其他测试也可以通过。除了这个优点之外，材料的使用还解决了另一个问题。在使用高镍材料的过程中，正极界面的高氧化型会导致电解质的连续氧化，导致界面的连续分解。在高镍材料系统的应用过程中，高温循环和高温储存存在瓶颈，我们的技术也解决了这两个瓶颈。

以下是350Wh/kg平台的开发进展，仅提供了循环数据的初步演示。在0.33C充电和0.5C放电的情况下，循环寿命不是很长。我们认为，350Wh/kg项目还有很多工作要做。这里还有一个从以下四个方向分享的简单方法。

首先，我们认为，为了实现350Wh/kg，肯定需要更高的镍材料体系，阴极界面的稳定性将尤为重要。我们认为，在高镍材料体系中，更可能选择镜面生长结构，这可以提高材料的压缩性能。达到这样的高度……

硅电极的比能将增加到至少15%。阳极和阴极的低初始效率、高膨胀和循环是一系列问题，其中最重要的是膨胀问题。如何在材料的设计端为材料的膨胀预留空间是一条非常关键的技术路线。我选择什么样的石墨来制造复合材料，以及要实现多少纳米的硅材料，无论是几纳米、数百纳米还是几十纳米，都与它的膨胀有关。在这样的系统中，电解质必须与传统电解质有显著的变化。我们的技术将开发不含EC的电解质系统，以及开发安全的电解质。还有功能材料，因为电极的设计不仅涉及主要材料，还涉及功能材料，以及粘合剂和导电剂。它在决定它是否表现良好方面发挥着重要作用。这种材料小而漂亮，不是小而不重要，而是起着关键作用。在高镍材料的应用过程中，正极材料的碱度进一步提高。粘合剂的耐碱性如何？当电极片很厚时，粘合剂能支持厚电极的作用吗？因此，粘合剂将发生显著变化。负极材料也是如此，需要开发更高强度的粘合剂。

上一节介绍了传统锂离子电池的升级。下面简单介绍一下固态电池的进展。固态电池被认为是一种能够从根本上解决电池安全问题的新技术，我们相信它将是一种有望在2025年甚至2027年在动力电池领域实现大规模应用的技术。该公司对固态电池的研究技术路线如下：在第一代产品中，研究聚合物基固态电池。产品首先需要在室温下实现稳定运行，并将优先将产品应用于硅电池的运行，因为有一些新的小型电池，如医用电池，将在该领域具有优先地位。第二代产品将进一步发展固态接口技术，以实现全固态应用。该产品用于高端消费品。在第三代产品中，接口的稳定性将进一步提高。此时，还将采用氧化物和聚合物复合材料的技术路线，进一步提高锂电解质的抗氧化性，具有良好的柔韧性，且不降低脆性。在这里，我们还将重点研究固态电池生态设备，包括技术突破。电池制造与液体电池非常不同，这正是我们需要做的。总体而言，我们的研究进展是渐进的，因为我们认为固态电池不可能如此迅速地应用于动力电池。

这是目前全固态电池的实验结果，该电池最初在室温下实现了混合运行。该电池也是一种小型层压软包装电池，约为230毫安时。

这是一个比能量更高的渐进式发展。固态技术成熟后，负极直接从石墨走向锂金属负极，在锂金属负极方面有着强大的技术积累。这是一位美国客户进行的测试结果。使用高比能锂金属电池，它可以将无人机的飞行时间从15秒延长到27秒，使飞行时间延长整整27%。

这些都是锂离子电池的传统开发路线。这些技术路线的储存可以确保我们在未来五年的技术领先地位，我们还将考虑如何确保我们的技术在未来十年保持完全先进。在这里，我将向您简要介绍另外两种技术布局，因为这涉及到下一代的持久性。首先是对锂硫电池的研究，其能量密度为330Wh/kg。简单地看能量密度，传统电池的高比能之间可能存在差距。我想说的是，在研究过程中，高负载硫阴极电极技术的实现，以及阴极材料的相关研发都是我自己进行的。另一项技术是燃料电池技术，这是一项以研究成果为主导的……

y王博士。其优势在于，是国内唯一生产和销售碱性膜锂离子电池的企业，该膜是自主创新的碱性离子交换膜。该技术带来的最大突破是实现了燃料电池核心材料的低成本技术路线，不再需要昂贵的箔金属材料，也不依赖进口限制，可以独立生产。这项技术也可以用于通过电解水生产氢气，氢能的供应可以提供良好的技术支持。

最后，做一个简单的总结和展望：1。策略亿纬锂业没有做出技术选择。我们相信技术有好有坏，但我们一定会找到最合适的应用市场。因此，我们有能力生产方形电池、软包装电池和圆柱形电池，以及三元电池和铁锂电池。我们将为客户提供他们需要的任何产品解决方案。2.安全。软包装电池在单一级别上具有安全优势，但在系统中也存在热扩散的缺点。我们将在系统中做一些相关工作，但这并不影响下一代电池产品的颠覆。这种大型圆柱形产品有可能直接解决散热问题。大型圆柱形电池具有良好的水平，不会取代软包装电池的巨大市场份额。开发固态电池的新技术，以解决安全电池的问题，使其可以随意使用。3.材料。为了做好内部和外部培训，我们将重点加强内部公司基础材料和技术的研发。我们将投入大量的人力、物力和资金进行相关的技术研究。其次，我们还将加强与国内外知名学校和企业的合作，让学校教师的科研成果更好地指导我们解读和应用材料的能力。此外，我们将积极与国内先进的材料企业进行深入合作。欢迎材料和技术供应商加入我们的行列。以上是我的报告。谢谢大家。

（注：本文根据现场速记

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