【SNEC峰会】遨优动力总裁陈光森:富锂锰基电池技术应用前景

2018年9月4-5日,由西宁(国家级)经济技术开发区南川工业园区管理委员会、中国新能源企业家俱乐部(SNEC)和起点研究联合承办、诺德股份协办的2018中国新能源企业家峰会暨中国新能源企业家俱乐部(SNEC)成立大会在青海省西宁市新华联索菲特大酒店隆重举行。

在本次峰会上,遨优动力总裁陈光森先生发表了《富锂锰基电池技术应用前景》的演讲。

以下为演讲实录:

各位朋友、各位领导,下午好。今天上午各位专家也讲到新能源电动车的前景非常好,尤其黄世霖黄董讲,奔驰、宝马的定点采购,到2025年如果加上国内的应该在500GWH的需求,确实看上去前景非常美好,但我觉得新能源产业的发展,毛主席讲前途是美好的,道路是曲折的,新能源行业,从材料、设备、到车厂,大家都在为了蓝天梦,非常艰辛的努力。

电动车的发展和与传统车的竞争,对动力电池成本的需求,压力非常大,特别是过去几年的成本,应该讲是断崖式的下降,可以看到上市公司、龙头老大的利润不过7.4%,电池还要保8年。我相信后面非常辛苦,因为目前的材料体系,三元材料按照成本计算,要做到1000元/度电,非常艰难。

可以看到,今年的价格大概在1300—1400元/度电,利润7%,如果不赚钱,就要1.25元左右,怎么做到1块1瓦时,磷酸铁锂、锰酸锂有成本优势,但是能量密度很难提升,好的是我的团队经过几年努力,能够支撑新能源行业发展的材料,看到了曙光。我今天就下一代的动力电池进行简单介绍。

富锂锰电池大家还比较陌生,但从去年12月8日遨优相关第一款产品量产出来,从过去半年明显看到无论是媒体还是大学这块的关注度都大大加强了,富锂锰是在锰酸锂的基础上不断发展起来的,这个锰和现在渐进式锰的区别在于它的锂含量,为什么这么好的东西一直没有应用起来,刚才讲为什么三元材料成本降不下来,碳酸锂价格现在回到合理范围,9—10万,但镍和钴这种稀有金属,在三元材料里占50%多,随着新能源的发展,镍和钴的价格不但不会下降,可能还会上升,这都导致了三元材料的成本很难下降,如果锰和铁一样,成本就非常低了。

什么是富锂锰?1992年美国阿贡实验室发现,将锰酸锂和三元两个材料进行分子结构结合,就可以让里面的锂离子充放电,它的可用量,最近北京大学有报道可以达到400毫安/克,目前比较多的是250—300毫安左右,缺点在于导电性很差,很难满足电动车需求。

这里简单比较一下几个材料的优势。现在我们用的富锂锰材料已经走到无钴,富锂锰里面镍+钴的含量只有三元锂的三分之一左右,批量生产1吨可以便宜5—6万,成本方面非常有优势。目前处于富锂锰的初步应用,还没达到富锂锰最好的利用条件,目前大概只应用富锂锰60%左右的潜能,三元材料最高在210左右,锰酸锂比较低。随着富锂锰的产业化生产,特别是接下来两三年在同业同行的关注下,它的成本会大大下降,会接近锰酸锂的成本甚至更低。

富锂锰的镍和钴含量比较少,安全性能更好,镍和钴对电解铝有催发作用,容易分解,它的缺点是导电性相对来说较差,这也需要经过多方努力才能达到,我的团队花了8年多时间,是我过去20年做电池,产业化最长的材料,一个新的材料在我的团队一年就可以产业化,但这个花了8年,电压最好是4.6V,还需要高质量的电解液,导致富锂锰的产业化比较漫长。

从成本来讲,如果富锂锰批量化,当碳酸锂的价格是7、8万左右,富锂锰有机会做到13、14万1吨,但它的可用量可能是200以上,成本优势就充分显示出来了。

目前我们已经做了大量工作,经过材料的纳米化,提高导电性,在利用特殊配方的情况下,可以改善导电性。掺杂也是一个方法,富锂锰方面还有大量工作可做。富锂锰最好能发挥的是4.6V,但目前要用4.6V的电解液比较难,4.4V还可以,所以电解液方面也需要大量研发突破。

遨优的富锂锰已经做到240Wh左右,基本可以和622的水平接近,预计年底是有260Wh甚至更高,可以完全取代三元材料,继续努力超过三元。如果正极材料可以做到220以上,到250毫安,这样就可以轻轻松松做350的电池,并且寿命也牺牲不多,我预计350WH的明年可以研发成功。

富锂锰材料的寿命可以做到满充满放2000次,和三元差不多,富锂锰的电压衰减经过特殊处理和工艺,让电解液衰减之后,和商业衰减接近,这也是非常难突破的点。

倍率性一般富锂锰文献报道比较多的是3C只能做到70%左右,同样的电量,三元低速跑100公里,高速跑80公里左右,如果简单用富锂锰,可能就只能跑60公里左右。经过特殊处理,让倍率性达到三元水平。还有低温性、除尘性等都差不多后,去年才宣布产业化。

这是已经上公告的两款,预计今年需求有几千台,但因为产量问题,还达不到,新材料和生产的产能比较少,所以預期今年的出货量是1000多台。

接下来简单介绍一下遨优公司,大家对遨优名字还比较陌生,遨优成立于2016年11月,隶属浙江之信集团。虽然我的遨优才一年多时间,但咱们的团队在这个行业有20多年的经验,现在遨优已经在浙江和肇庆形成5G产能,按照合作伙伴对遨优的支持,明年下半年会形成8G产能,保持每年3—4.5G的增长产能,按照这样的规划,充分发挥软包优势,能够在软包行业起领导作用,保持每年3—4.5G的增长,到2030年左右可以有500亿瓦时的需求,占整个行业的百分之十,这样比较稳妥,不盲目发展。

值得一提的是,虽然三元技术、富锂锰技术等在行业属于比较领先的地位,但最近也在从一些大车厂引进管理团队,能够把品质提高到达到车厂需求,满足电动车需求。

软包也有优势,在圆柱、方形中,软包的优势是安全性比较高,受力比较长,软包的缺点是鼓起,这一点比较难解决,我在2009年发明专利双重保护就把鼓气问题彻底解决,我们可以让它满足电动车生命周期的需求。

产品方面,现在也有根据客人需求,有锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂,我个人认为只要同行努力,在三元方面加大研究,完全有机会在两三年内成为主流,也希望同仁做出中国品牌,让富锂锰电池在动力电池的发展上,能够和国际巨头有一争。

我们的产品有几个型号,我们的VDA不太一样,我们充分利用软包装的优势,叠片工艺,根据车的需求,可以矮一点,设计方面比较灵活。系列分乘用车、商用车、物流车,满足多元化需求。

时间关系,产品就不用多介绍,谢谢大家。
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