CIBF丨冀亞娟：億緯鋰能軟包電池已做到投產即盈利

2021 3月18日，由中國化學和物理動力工業協會動力電池應用分會和中國電池網聯合組織的第二屆新能源汽車和動力電池國際交流大會（CIBF深圳）在深圳舉行。會議期間，有限公司基礎材料與技術研究室主任季亞娟發表了題為《益威鋰動力電池材料技術研發進展》的主題報告。

以下是演講稿：

大家下午好。我是來自惠州意威鋰能源有限公司的季亞娟，很榮幸有機會與大家分享我們公司材料技術研究的進展。我的報告將重點關注以下四個方向。

首先是動力電池的發展現狀。動力電池技術的發展是基于政策需求和知識的技術變革。 在這種背景下，我相信近年來能源結構將得到重塑，能源供應側和能源需求側都將發生重大變化。在這種大背景下，我們能為動力電池做些什么？你可以看看右上角的圖片，它顯示了我們在碳排放方面可以對傳統燃料汽車和新能源汽車做些什么。

傳統燃油汽車的二氧化碳排放量超過10%。他們現在能達到什么水平來推廣新能源汽車？是一個相對較廣的范圍。從10%到負90%。為什么會有這么大的范圍？原因也很簡單。當駕駛能源汽車時，碳排放會減少，但當充電時，電力仍然來自火力發電，二氧化碳不會起到作用。這也要求未來在能源供應方面開發更清潔的能源，包括氫氣、太陽能、風能等。

我們相信，碳中和等戰略為中國新能源汽車和儲能的發展奠定了基礎。在此背景下，基于國內外對鋰離子動力電池市場發展的研究，我們認為電動化趨勢將提前到來，應在2023年甚至更早進入TWH時代。在如此大的需求下，讓我們來看看動力電池技術路線是如何選擇的。

從右上角的圖片可以看出，由于鐵鋰電池的能量密度增加，未來鐵鋰電池和三元電池將長期共存。近年來，由于刀片電池和CtoP的出現，其能源有了很大的提高。從三元的角度來看，長期的高比能是發展的趨勢，高鎳含量將成為主流。

接下來，我將簡要介紹我們公司在動力電池方面的戰略布局。我們在電池方面做任何事情，不僅是鋰電池，還有動力電池。今年，磷酸鐵鋰電池在動力電池中的份額為23GWH，占市場的50%，在儲能方面的份額為100%。它的市場非常大，磷酸鐵鋰的布局增長非常快。2022年為45GWH，2024年為140GWH。對于軟包裝電池，到2024年，我們的生產能力將達到40GWH。通常，制造電池很少賺錢。我想補充一點，去年我們制造軟包裝電池時賺了錢，而當我們將其投入生產時，很難賺錢。

三元電池方面，今年的產能為8吉瓦時，2024年將達到16.5吉瓦時。圓柱形電池不是18650電池。這個電池市場是電動工具市場。我們正在布置兩個大型圓柱形電池，46800和46950。預計2023年產能將釋放20GWH，2024年產能將達到40GWH。億緯鋰業始終堅持以市場為導向，為客戶提供全面的解決方案。

第二部分簡要介紹了軟包裝電池的技術路線。這個數字是為客戶設計的軟包裝。我們知道，軟包裝設計的最大優點是其結構決定了其高比容量。這是一種相對化學的系統設計，與方形外殼電池相比具有顯著優勢，能量密度至少提高了50%。在循環壽命方面也有顯著優勢，我們……

與方形外殼電池相比，est結果至少提高了10%。循環過程中膨脹非常低。這就是軟電池組的優點。很多人都提到了高安全特性，這也是基于鋁塑膜柔性包裝的結構，因此安全邊界會更好。當發生熱失控時，它不會劇烈爆炸，但也存在問題，因為單體具有良好的安全性，但模塊不好，容易發生熱擴散。軟包電池還有一個靈活的尺寸，可以為開發定制。由于軟封裝具有低內阻的特點，因此在功率特性方面具有很大的優勢。

我們相信，完全自動化和高度一致性是我們公司產品的優勢。因為我們目前使用的是全自動化設備和先進的管理系統，所以產品的自動化程度非常高。此外，一致性也很好。自2018年以來，該公司一直堅持管理路線，管理灰塵，并管理全鏈條的螺絲、毛刺和焊芯。軟包生產鏈的直通率可以達到96%。

接下來，我給大家分享一下該公司三元產品在乘用車市場的技術路線，也分為兩部分：1。純電動汽車市場。有240到280到320個吊裝過程，在材料選擇上沒有顯著差異。目前正在推廣的方形三元材料體系為高壓材料體系，選用中鎳單晶材料。2023年，主要推廣方形電池，其中鐵鋰和三元電池占據了市場布局的一半。2023年后，我們將在市場上逐步推廣大型圓柱形電池和軟包裝電池，并相信未來由于能量密度的進一步提高，肯定會是高鎳低鈷的趨勢和高硅材料體系。

2.PHEV，軟包裝具有獨特的優勢。現在和未來，它將推動軟包裝電池和方殼電池同時運行。

以下是對電池材料研究進展的介紹。這是目前的技術狀況。該產品為300Wh/kg，并采用兩端設計。在常溫條件下，數據可以支持3000次循環的循環壽命，客戶反饋顯示其循環壽命比鋰鐵更有優勢。在45攝氏度的溫度下，它的使用壽命也達到了1000周。

此圖顯示了該產品的快速充電特性。使用步進充電模式，可以在18分鐘內完成10SOC到80SOC的速度。經過10次快速充電測試，也可以看出接口非常好，沒有析鋰問題。未來的目標是實現9分鐘的快速充電。當談到高比能電池，特別是高鎳電池系統時，每個人都非常關心安全問題。在材料端也有新的安全技術突破，主要是因為使用了另一種安全性能更高的材料，但它不是磷酸鐵鋰。在高鎳材料的復合使用中，只需少量摻雜即可看出，在軟包裝電池中僅使用高鎳時，針頭測試是不可接受的，并且會發現鼓包現象。刺破軟包裝電池仍然很困難，其他測試也可以通過。除了這個優點之外，材料的使用還解決了另一個問題。在使用高鎳材料的過程中，正極界面的高氧化型會導致電解質的連續氧化，導致界面的連續分解。在高鎳材料系統的應用過程中，高溫循環和高溫儲存存在瓶頸，我們的技術也解決了這兩個瓶頸。

以下是350Wh/kg平臺的開發進展，僅提供了循環數據的初步演示。在0.33C充電和0.5C放電的情況下，循環壽命不是很長。我們認為，350Wh/kg項目還有很多工作要做。這里還有一個從以下四個方向分享的簡單方法。

首先，我們認為，為了實現350Wh/kg，肯定需要更高的鎳材料體系，陰極界面的穩定性將尤為重要。我們認為，在高鎳材料體系中，更可能選擇鏡面生長結構，這可以提高材料的壓縮性能。達到這樣的高度……

硅電極的比能將增加到至少15%。陽極和陰極的低初始效率、高膨脹和循環是一系列問題，其中最重要的是膨脹問題。如何在材料的設計端為材料的膨脹預留空間是一條非常關鍵的技術路線。我選擇什么樣的石墨來制造復合材料，以及要實現多少納米的硅材料，無論是幾納米、數百納米還是幾十納米，都與它的膨脹有關。在這樣的系統中，電解質必須與傳統電解質有顯著的變化。我們的技術將開發不含EC的電解質系統，以及開發安全的電解質。還有功能材料，因為電極的設計不僅涉及主要材料，還涉及功能材料，以及粘合劑和導電劑。它在決定它是否表現良好方面發揮著重要作用。這種材料小而漂亮，不是小而不重要，而是起著關鍵作用。在高鎳材料的應用過程中，正極材料的堿度進一步提高。粘合劑的耐堿性如何？當電極片很厚時，粘合劑能支持厚電極的作用嗎？因此，粘合劑將發生顯著變化。負極材料也是如此，需要開發更高強度的粘合劑。

上一節介紹了傳統鋰離子電池的升級。下面簡單介紹一下固態電池的進展。固態電池被認為是一種能夠從根本上解決電池安全問題的新技術，我們相信它將是一種有望在2025年甚至2027年在動力電池領域實現大規模應用的技術。該公司對固態電池的研究技術路線如下：在第一代產品中，研究聚合物基固態電池。產品首先需要在室溫下實現穩定運行，并將優先將產品應用于硅電池的運行，因為有一些新的小型電池，如醫用電池，將在該領域具有優先地位。第二代產品將進一步發展固態接口技術，以實現全固態應用。該產品用于高端消費品。在第三代產品中，接口的穩定性將進一步提高。此時，還將采用氧化物和聚合物復合材料的技術路線，進一步提高鋰電解質的抗氧化性，具有良好的柔韌性，且不降低脆性。在這里，我們還將重點研究固態電池生態設備，包括技術突破。電池制造與液體電池非常不同，這正是我們需要做的。總體而言，我們的研究進展是漸進的，因為我們認為固態電池不可能如此迅速地應用于動力電池。

這是目前全固態電池的實驗結果，該電池最初在室溫下實現了混合運行。該電池也是一種小型層壓軟包裝電池，約為230毫安時。

這是一個比能量更高的漸進式發展。固態技術成熟后，負極直接從石墨走向鋰金屬負極，在鋰金屬負極方面有著強大的技術積累。這是一位美國客戶進行的測試結果。使用高比能鋰金屬電池，它可以將無人機的飛行時間從15秒延長到27秒，使飛行時間延長整整27%。

這些都是鋰離子電池的傳統開發路線。這些技術路線的儲存可以確保我們在未來五年的技術領先地位，我們還將考慮如何確保我們的技術在未來十年保持完全先進。在這里，我將向您簡要介紹另外兩種技術布局，因為這涉及到下一代的持久性。首先是對鋰硫電池的研究，其能量密度為330Wh/kg。簡單地看能量密度，傳統電池的高比能之間可能存在差距。我想說的是，在研究過程中，高負載硫陰極電極技術的實現，以及陰極材料的相關研發都是我自己進行的。另一項技術是燃料電池技術，這是一項以研究成果為主導的……

y王博士。其優勢在于，是國內唯一生產和銷售堿性膜鋰離子電池的企業，該膜是自主創新的堿性離子交換膜。該技術帶來的最大突破是實現了燃料電池核心材料的低成本技術路線，不再需要昂貴的箔金屬材料，也不依賴進口限制，可以獨立生產。這項技術也可以用于通過電解水生產氫氣，氫能的供應可以提供良好的技術支持。

最后，做一個簡單的總結和展望：1。策略億緯鋰業沒有做出技術選擇。我們相信技術有好有壞，但我們一定會找到最合適的應用市場。因此，我們有能力生產方形電池、軟包裝電池和圓柱形電池，以及三元電池和鐵鋰電池。我們將為客戶提供他們需要的任何產品解決方案。2.安全。軟包裝電池在單一級別上具有安全優勢，但在系統中也存在熱擴散的缺點。我們將在系統中做一些相關工作，但這并不影響下一代電池產品的顛覆。這種大型圓柱形產品有可能直接解決散熱問題。大型圓柱形電池具有良好的水平，不會取代軟包裝電池的巨大市場份額。開發固態電池的新技術，以解決安全電池的問題，使其可以隨意使用。3.材料。為了做好內部和外部培訓，我們將重點加強內部公司基礎材料和技術的研發。我們將投入大量的人力、物力和資金進行相關的技術研究。其次，我們還將加強與國內外知名學校和企業的合作，讓學校教師的科研成果更好地指導我們解讀和應用材料的能力。此外，我們將積極與國內先進的材料企業進行深入合作。歡迎材料和技術供應商加入我們的行列。以上是我的報告。謝謝大家。

（注：本文根據現場速記

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