亿纬锂能何巍:锂电池技术路线演变与场景应用升级

2024年9月1日下午,由四川省人民政府主办、欧阳明高院士工作站承办的2024世界动力电池大会——全球先进电池前瞻技术专题会议于在四川省宜宾市成功召开。会议围绕动力电池材料体系、系统结构、研发升级及下一代技术研判,开展跨学科、跨领域、跨区域的深度交流与对话,打造先进电池科技创新、交流合作、战略引领新高地,推动实现合作共赢的全球动力电池产业发展新格局。亿纬锂能股份有限公司动力电池研究院院长何巍以“锂电池技术路线演变与场景应用升级”为主题发表精彩演讲。

亿纬锂能股份有限公司动力电池研究院院长何巍

以下为演讲实录:

何巍:大家下午好!我今天演讲的题目是“锂电池技术路线演变与场景应用升级”。经过2023年到2024年,大家在这个行业里越来越体会到了,去年我们说的是产能过剩,今年说的是产能错配所带来的一些客观的实际的感受和差异,这样的感受和差异就给我们今天的报告做了一个背景。

今天的报告背景讲的不是市场数据,两页讲两个背景。

第一个背景,在过去的3年到5年时间,我们看到亿纬锂能或者以中国电池企业变化总结下来特点是什么,我们总结了两句话,过去的3—5年或者5—10年,中国锂电池经历了从小到大、由弱到强的变化,过去在我们技术开发过程中经常提的一句话叫进口替代,我记得我10年前进入这个行业的时候,大家提到了日本的隔膜、韩国的设备,今天中国企业谈的是服务全球,我们在各种各样的技术报告中介绍更多的是我们自己的技术,工厂有多么先进,我们用了多少A、用了多少先进的制造工具、多少先进产品,这是中国企业表达的特点,现在我们叫新阶段的特征,我们从去年到希望做的事情是服务全球,所以宁德时代也好、比亚迪也好,包括以亿纬锂能为代表的中国企业也好,越来越多的场景里面谈到的是出海,去东南亚建厂、欧洲建厂,去美国看一下这个市场优可能有什么样的变化,这是我们认为在这个新阶段的第一个特征上的变化。

第二个变化,我们今年没有谈产能过剩这个词,今天我们谈的是产能错配,中国在宜宾、湖北荆门等等,在中国各个省市都建电池厂,这只是中国的情况吗?不是的,因为欧洲、美国甚至非洲都有电动化的需求以及本身我们看到正在落地的计划,他们缺乏技术。我早上刚刚从美国飞回来,我们在美国密西西比会建设我们公司合资技术输出的第一个美国工厂,我们看到美国人对锂电同样雄心勃勃,我们也看到了一个很有意思的情况,产能不断在发展,新建的产能永远想建立在更先进的技术,我们现在在谈三元电池、铁锂电池,韩国企业、日本企业希望用全固态电池实现产能升级,欧洲企业、美国企业同样的逻辑,他不愿意用落后的技术,今天我们在这个行业看到的是技术路线越来越多样化。所以在过去10年时间里,我们看到电池企业的技术路线是什么,三元电池,过去10年不断升级。

今天是这样的吗?我讲亿纬锂能的一个失败案例,这是在4年前,当时我们遵循了这个逻辑,2020年我们在化学体系开发商处于国内第一梯队,我们率先把一个高镍快充化学体系实现了300Wh/kg、18分钟快充、2000次循环,这是非常好的化学体系,性能非常完美,我们在指标内得到了欧洲客户的最好的评价,后来我们的丢掉了那个项目,后来那个项目用了磷酸铁锂。下面的逻辑就是,他们把我们的底盘重塑之后,发现原来不允许装电池的地方现在全部都可以装电池了,这是我总结的化学体系创新与结构创新,目前在行业里面并存。

今天有一个问题自然而然就来了,既然磷酸铁锂都可以开700公里了,甚至刚才高总介绍,今天磷酸铁锂都可以开1000公里了,固态电池存在的逻辑是什么?从市场或者从企业本身角度来说,如果磷酸铁锂1000公里,固态电池肯定要比磷酸铁锂更便宜,不然它怎么在这儿存在,当然我们期待它更安全。反过来说,是不是今天市场上跑的磷酸铁锂不安全了呢,这个悖论是市场上技术人员要去回答的。我们把它重新回归到了,到底怎么编制这个技术路线或者怎么评价这个技术路线。

这是在公司3年前我们经过比较大的讨论,重新评价了我们的技术路线,今天的技术路线到底应该怎么编制,怎么一步一步往前走,我们认为今天技术路线的完整构成,不应该只看功能一个方面,至少应该有三个方面的评价维度。

第一方面,功能。因为今天锂电池研发人员的背景构成,大体上是化学、材料这样的背景。我们的开发逻辑大体上三个方面:一是能量密度,只是说评价维度从单电芯的评价维度变成了系统的评价维度。二是宽温,高温要足够长的存储时间,低温要能工作,快充从最开始我们认为60分钟是快充,到今年的10分钟快充,去年我们跟主要的合作伙伴也实现了10分钟快充,下一阶段再实现5分钟快充基础。

第二方面,质保。质保同样离不开技术,比如原来谈到2000周循环、5000周循环、1万周循环,但是循环指标的累加等不等于终端客户5万质保、10年质保,储能提出20年质保,比如今天上午提到抽水储能50年质保,不是完全对等关系,这样应用场景方法论的提升,也是现在的研究内容。

第三方面,成本。在采购供应链里,技术降本占到整个降本的70%甚至80%,具体怎么体现?过去叫优选材料,来5家供应商、10家供应商,都测试,通过去比价格,这是过往10年企业的工作逻辑,今天不是这样的,因为要谈绿碳,要谈矿从哪里来,是不是从绿电生产的,所以现在的研发越来越变成了路径逻辑。还有工程逻辑,中国企业最大的贡献,有可能是在这里面从ppm到ppb的转变,ppm是日本企业在精益生产提出的6C经典理论,这是行之有效并且锻炼了中国一代又一代企业有效的方法论,但是很可惜的是,如果我们今天对外说我们电机随机市销率ppm级别,意思是不能满足今天的市场要求,这个市场对电池的要求是ppb级别的随机失效率,这样的客观要求,要求我们必须引入AI的方法、大数据的方法来实现,这是客观上的评价,我们认为完整的技术路线评价至少应该包括这三种维度。

在这三个维度里面我们公司去年提出了大铁锂、大圆柱的产品概念。今天表达的是在动力电池和储能电池领域里我们的一种理解,今天的动力电池,今天早上听长安朱总报告的时候听到一个很有意思的概念,现在在动力电池领域里主流被应用的电芯尺寸超过了180款,我们至少贡献了其中的8款,这就是今天动力电池的痛点,尺寸太多了、型号太多了,为什么不能有一个标准尺寸?是因为今天不断在结构创新或者结构应用过程中总能找到每个车辆里面,因为他的设计特点,很难找到完整标准化的逻辑,圆柱电池因为是个小电池,它的设计更加灵活,这个逻辑里面我们认为圆柱电池是解决市场标准化其中一个最佳解决方案,所以动力电池我们持续推出圆柱电池的概念。截至6月份已公告数据里面,我们已完成了25000台车装机的市场应用,经过完整一年的市场应用,这是目前圆柱电池我们在这个市场上的坚持。

大铁锂电池,我们推出了2倍现在行业标准280尺寸的628电池,一颗电池2度电,今年年底我们也会完成这款电池的产能建设,这是这个市场上单体60GWh目前在这个行业里规模最大、工程化技术最先进、全AI场景数字化控制最先得以量产的工厂,今年12月份会在湖北荆门量产。

从这两个逻辑看,是不是亿纬锂能就推圆柱电池和大铁锂电池?其实也不是,因为亿纬锂能深耕锂电池行业24年了,我们在消费类模块也有很多很好的应用,比如谈到金属锂电池,这是在实验室可能研究了20年的电池,我们在无人机或者小型应用我们完成了2000万人民币销售额的出货,没有用在车上,但是我们看到了一个小的细分领域先把它用上去,也是很好满足了一个小的细分领域的应用需求,给我们的启示是什么,比如今天早上刘工在另外一个访谈里面谈到了,大家都在谈硅碳技术是不是下一代的车用电池技术,亿纬锂能在消费类领域里,硅碳负极在消费电池的小圆柱电池里已经有量产7年的经验了,我们的出货电池已经上亿颗了,这些的基础上我们在车用领域才知道在批量化应用里面应该解决什么问题,而在这样的基础上才是对终端客户应用最大的复杂,包括今天固态电池、氢能电池、磷酸电池等等,都有它自己一方应用领域,而这种应用领域就是今天不仅仅是新能源时代,更加是一个万物互联的时代,低空经济也好、人形机器人也好、AI算法也好、大数据中心也好都需要锂电池,所以今年技术路线的核心点,不再是以能量密度单因子为横坐标逐年应用的逻辑,而应该是以全场景锂电池方案加速万物互联,这是我们对技术路线的一点理解,也是今天报告的全部内容。

谢谢大家!

(速记未经嘉宾本人确定