中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、北京市人民政府、海南省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家能源局聯(lián)合主辦的第四屆世界新能源汽車(chē)大會(huì)（WNEVC 2022）于8月26-28日在北京、海南兩地以線(xiàn)上、線(xiàn)下相結(jié)合的方式召開(kāi)。
在8月28日下午舉辦的技術(shù)研討“動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新”上，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司首席科學(xué)家吳凱發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)演講實(shí)錄：
尊敬的董揚(yáng)理事長(zhǎng)，尊敬的各位嘉賓，大家好。給大家介紹一下，第一新能源的機(jī)遇和痛點(diǎn)在哪里；第二在這些方面寧德時(shí)代技術(shù)創(chuàng)新做了一點(diǎn)什么工作；第三個(gè)說(shuō)說(shuō)新能源的機(jī)遇和痛點(diǎn)。大家一致認(rèn)同說(shuō)到2030年這個(gè)行業(yè)的規(guī)模比現(xiàn)在還有數(shù)倍的增長(zhǎng)。但無(wú)論如何，即使大家這么樂(lè)觀，但從技術(shù)角度看，我們新能源的今天還沒(méi)這么完美，大家根據(jù)用戶(hù)感受的痛點(diǎn)來(lái)說(shuō)，與傳統(tǒng)燃油車(chē)比，還有很多痛點(diǎn)今天還未得到很好的解決，包括續(xù)航里程焦慮，購(gòu)買(mǎi)成本的焦慮，價(jià)錢(qián)普遍比燃油車(chē)貴一點(diǎn)，安全的焦慮，充電時(shí)間太長(zhǎng)了，冬天比夏天里程掉的快，還有二手車(chē)殘值等等，大家普遍反映不放心。
從上面幾個(gè)痛點(diǎn)，寧德時(shí)代在技術(shù)創(chuàng)新做了一些工作，今天集中給大家做一下匯報(bào)。先簡(jiǎn)單介紹一下寧德時(shí)代。寧德時(shí)代經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)布局，已經(jīng)形成了從材料開(kāi)發(fā)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的集成，材料的回收利用，再到回收之后二次利用整個(gè)研發(fā)的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成。研發(fā)投入一直算比較大，2021年公司的研發(fā)投入應(yīng)該有70幾個(gè)億，2022年這個(gè)數(shù)字還在繼續(xù)擴(kuò)大。我們有12000多名優(yōu)秀的研發(fā)工程師，同時(shí)還和很多高校有廣闊的產(chǎn)學(xué)研合作，在寧德有一個(gè)總部的研發(fā)機(jī)構(gòu)叫做21C實(shí)驗(yàn)室，我們?cè)谄渌嗟匾灿幸恍┓种У难芯吭?，像上海的研究院等等，也和眾多大?zhuān)院校研究所展開(kāi)廣泛的合作。從成果上也可以看到，到今天我們的專(zhuān)利已授權(quán)、加上正在申請(qǐng)的，應(yīng)該超過(guò)12000件。
2013年我們首先把磷酸鐵鋰用到了電動(dòng)車(chē)上，給某品牌出貨。2016年三元用到電動(dòng)車(chē)上，2020年我們首創(chuàng)了C2B技術(shù)，同時(shí)還有一個(gè)NP1.0技術(shù)，2021年我們公司推出了鈉電池用于電動(dòng)車(chē)上，2022年我們首創(chuàng)了M3P材料，也包括最近一直在和外界發(fā)布的，新結(jié)構(gòu)的麒麟電池包技術(shù)。2023年計(jì)劃推出我們的NP2.0版本，同時(shí)我們還有新一代的電池，叫做寧德時(shí)代。
今天時(shí)間有限，我大概就從三點(diǎn)上給大家展開(kāi)介紹一下寧德時(shí)代技術(shù)創(chuàng)新，圍繞著我們乘用車(chē)協(xié)同的解決方案。大家知道今天在乘用車(chē)上，從電芯的解決上主要有兩類(lèi)，一個(gè)叫磷酸鐵鋰，一個(gè)是三元鐵鋰，這兩個(gè)特點(diǎn)大家有可能都了解。這塊我們?cè)诩夹g(shù)創(chuàng)新上又做了工作，就是如何把這兩個(gè)話(huà)題盡快來(lái)做一些新的補(bǔ)充，滿(mǎn)足更多的一些需求。講三個(gè)點(diǎn)，第一個(gè)叫做納米，第二個(gè)叫M3P，第三個(gè)就是高端的長(zhǎng)續(xù)航電池如何做到NP。
短里程的電池包，比方說(shuō)三五百公里，現(xiàn)在普遍用的是磷酸鐵鋰電池技術(shù)，市場(chǎng)有個(gè)大的需求，如何進(jìn)一步降低成本。碳酸鋰的價(jià)格在飛速上漲，昨天我印象中在主會(huì)場(chǎng)聽(tīng)到上汽的陳總談了一個(gè)看法，說(shuō)我們現(xiàn)在的鋰資源本身就不夠這么多，導(dǎo)致成本漲的很快，可能也有炒作的原因，大家做儲(chǔ)能就別用鋰資源了，你們用鈉，用煤，把鋰都集中在動(dòng)力電池上，是不是就能緩解資源的問(wèn)題，把成本能下降一點(diǎn)。
我給陳總報(bào)告了兩句，我說(shuō)我們不但在儲(chǔ)能這塊有這個(gè)想法，同時(shí)我們?cè)趧?dòng)力電池這塊，也考慮用鈉電來(lái)取代鋰電，這樣也能進(jìn)一步緩解這個(gè)問(wèn)題。鈉的一個(gè)不足就是能量密度不夠，我們能做到320、330瓦時(shí)每升，比鐵鋰還是低一點(diǎn)，鐵鋰能到400瓦時(shí)。不管如何，某些車(chē)你發(fā)現(xiàn)他的車(chē)?yán)锟臻g還是有的，但是成本更重要，在這樣的場(chǎng)合我們認(rèn)為鈉離子還是不錯(cuò)的，但是鈉離子簡(jiǎn)單說(shuō)就是低成本的解決方案。
實(shí)際上經(jīng)過(guò)我們的研發(fā)看到，因?yàn)樨?fù)極鈉用的是硬碳，硬碳比一般的石墨有好的特性，在快速上硬碳是比較好的，比方說(shuō)我們今年研發(fā)的鈉離子，低溫能量保持度還能達(dá)到90%以上，這個(gè)像對(duì)A0級(jí)的車(chē)是非常好的辦法，因?yàn)檫@樣的電池包追求低成本，他的系統(tǒng)做的不那么復(fù)雜，而鈉像低溫還有因?yàn)橛矐B(tài)導(dǎo)致的快充優(yōu)勢(shì)會(huì)得到很大提高，所以說(shuō)在這樣的應(yīng)用場(chǎng)景鈉離子非常好應(yīng)用，我們計(jì)劃明年底會(huì)把這個(gè)產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
第二塊是關(guān)于我們M3P的介紹，這個(gè)材料我們公司發(fā)布了，剛才謝總提過(guò)磷酸錳鐵鋰，這個(gè)材料和我們的材料應(yīng)該說(shuō)基本類(lèi)似，錳的平臺(tái)穩(wěn)定性很差，所以應(yīng)用很難。我們公司經(jīng)過(guò)很多計(jì)算，包括實(shí)驗(yàn)，把這個(gè)在料優(yōu)化了，優(yōu)化完后，今天這個(gè)材料的效果可以達(dá)到它的熱穩(wěn)定性，或者我們說(shuō)本身安全和磷酸鐵鋰是一個(gè)水平的，它的成本和鐵鋰也在一個(gè)水平上，它的能量密度是接近我們的高壓三元的，加在一起，可以想像應(yīng)用前景一定比較好。這種材料能量密度接近三元，我們叫做顏值夠高，以后要靠它的實(shí)力去吃飯。可以看到我們研發(fā)的材料的功率性比三元比鐵鋰更好。第二個(gè)，在低溫的能量保持率上也比三元比鐵鋰更好，我們的材料明年也會(huì)推向市場(chǎng)，我們要靠這個(gè)實(shí)力在某些應(yīng)用場(chǎng)合去碾壓三元和鐵鋰。
最后一個(gè)鋰礦，要說(shuō)重要性，如果一個(gè)電池包內(nèi)，比方說(shuō)有100個(gè)電芯，出現(xiàn)一個(gè)電芯或者一串電芯有問(wèn)題，不要像放鞭炮一樣產(chǎn)生熱擴(kuò)散，這樣外面能看到一些煙，但是他不會(huì)看到火，不會(huì)對(duì)車(chē)產(chǎn)生大量火，所以這個(gè)很重要。行業(yè)前幾年也經(jīng)過(guò)一些深入探討，我們上一次國(guó)標(biāo)強(qiáng)調(diào)升級(jí)時(shí)，大家也認(rèn)可這個(gè)事，但是多長(zhǎng)時(shí)間不算問(wèn)題呢？不超過(guò)5分鐘發(fā)熱就行，這是我們上一版的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該說(shuō)在很多場(chǎng)合是夠的，因?yàn)?分鐘目標(biāo)是給大家出現(xiàn)問(wèn)題了，判斷冒煙了，有報(bào)警了，給大家逃亡的時(shí)間，應(yīng)該是夠的。
但是在有些應(yīng)用場(chǎng)合這個(gè)時(shí)間還不足，比方說(shuō)我們的車(chē)晚上在地下車(chē)庫(kù)回家睡覺(jué)了，它這個(gè)車(chē)出現(xiàn)自燃，五分鐘不著火時(shí)間還是遠(yuǎn)不夠的，最后車(chē)庫(kù)可能會(huì)著起來(lái)，一樣會(huì)發(fā)生巨大的風(fēng)險(xiǎn)。我們一直認(rèn)為，就是把熱插拔的時(shí)間放在一線(xiàn)上才是合理的安全指標(biāo)。我們也和很多終端車(chē)廠，甚至包括用戶(hù)做過(guò)一些訪(fǎng)談，從我們接觸到的來(lái)看，終端車(chē)廠超過(guò)86%，后續(xù)的產(chǎn)品都要求5分鐘擴(kuò)散，雖然國(guó)標(biāo)要求滿(mǎn)足5分鐘是可接受的，無(wú)論如何從安全角度來(lái)看，在提下一代動(dòng)力電池強(qiáng)標(biāo)升級(jí)的時(shí)候我們還想做這個(gè)題，能不能把五分鐘變成無(wú)熱擴(kuò)散，這是我們的方向。
要說(shuō)達(dá)到NP，不同話(huà)題可能不一樣，比如鐵鋰它本身安全性較好，相對(duì)來(lái)說(shuō)容易做到，但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)到高鎳、高硅，高端場(chǎng)景應(yīng)用難度還是不小的。我們公司昨天介紹麒麟電池叫做“無(wú)麒麟不高端”，至少高端的里程同時(shí)必須有高端的安全，沒(méi)有高端的安全就不叫高端，所以我們高端麒麟上解決好NP是必須的。NP我們計(jì)劃做四代，第一代叫被動(dòng)性擴(kuò)散，第二代是主動(dòng)隔離，第三代叫煙氣控制，第四代是故障智能。
我們做一代確實(shí)看到了剛才謝總說(shuō)的現(xiàn)象，當(dāng)防爆閥噴開(kāi)的時(shí)候，電芯是方的，上面有兩個(gè)極柱，防爆閥往上噴，但下落是隨機(jī)的，隨機(jī)可能落在極柱上導(dǎo)致短路。這是我們之前的一代，防爆閥噴上去一落下來(lái)導(dǎo)電的物質(zhì)有可能連通高壓，我們判斷謝總的做法，他們留出一個(gè)通道出來(lái)把它引流，我們現(xiàn)在的做法是底部并沒(méi)有，因?yàn)榈撞恳粝路辣臻g，這個(gè)空間已經(jīng)有了，我可以把它二合一，所以把空間留在了底部，底下是一個(gè)空間，我們做了一個(gè)導(dǎo)流的裝置，噴出來(lái)的物質(zhì)按我們指定的路線(xiàn)走到施壓口，這是2.0技術(shù)。這就是我們展示的一個(gè)包，這個(gè)包把一個(gè)電芯，某一個(gè)正電芯故意點(diǎn)著了在里面把它短路，熱短路，讓它產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)題，你會(huì)看到一個(gè)電芯把這個(gè)氣噴完了，包也結(jié)束了，目前這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)證，明年就會(huì)上市，大家可以在市面上見(jiàn)到這種電池包。
剛才說(shuō)的NP，如果說(shuō)我們一個(gè)電池包中這么多電芯有一個(gè)電芯出問(wèn)題了，如果讓它像邊框一樣產(chǎn)生連鎖反應(yīng)怎么辦？這里介紹一下我們現(xiàn)在已經(jīng)出貨的技術(shù)。一個(gè)電芯出問(wèn)題有很多種情況，有外部的原因，也有電芯內(nèi)部的原因。外部的話(huà)增加防護(hù)，大家想一下，充電樁有問(wèn)題了，底部磕碰了，離地間隙這都比較好解決，客戶(hù)更關(guān)心電芯里面出問(wèn)題。電芯里面出問(wèn)題就是內(nèi)短路，如果一個(gè)電芯內(nèi)短路了，你永遠(yuǎn)無(wú)法保證不出問(wèn)題。我們想了一個(gè)辦法，用的正極鋁箔、負(fù)極銅箔，讓鋁箔和銅箔在發(fā)生短路的時(shí)候變成保險(xiǎn)絲，發(fā)生短路它像保險(xiǎn)絲一樣立刻熔斷，而不讓熱量聚集，這已經(jīng)是在市場(chǎng)上有應(yīng)用的技術(shù)了。
僅僅用一個(gè)保險(xiǎn)絲讓一個(gè)電芯不容易出現(xiàn)安全問(wèn)題，你有百分之百把握嗎？保險(xiǎn)絲大家知道偶爾因?yàn)槎搪范黄鹱饔玫臅r(shí)候也是會(huì)存在，不是百分之百保險(xiǎn)。著火有三個(gè)要素，要有還原劑，也有氧化劑，還需要點(diǎn)火源，三者都要必備才會(huì)著火。鋰電池里面的溶劑主要是碳酸酯類(lèi)的，和汽油類(lèi)似，易著火，我把里面電解質(zhì)換掉，不用業(yè)態(tài)的碳酸酯，用全固態(tài)電池是可以更安全的，但可惜由于一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題沒(méi)得到好的解決，現(xiàn)在固態(tài)電池還沒(méi)法得到好的應(yīng)用。
在這個(gè)基礎(chǔ)上有人就提出半固態(tài)，半固態(tài)也可以叫半液態(tài)，打個(gè)比喻，汽油車(chē)裝滿(mǎn)油了，假如油有泄露，泄露的油的火花可能會(huì)著，這是燃燒的必然要素，但是如果油箱只有半箱油，如果汽油漏了有火花會(huì)不會(huì)著呢？要徹底解決這個(gè)問(wèn)題怎么辦？必須著火三要素要卡掉一個(gè)方面。我們公司也做了很多研究工作，固態(tài)電池始終沒(méi)有達(dá)到量產(chǎn)化，但是我們找另外一個(gè)方向，應(yīng)該說(shuō)大概有一些突破。大家注意，這個(gè)是實(shí)用詞，比方說(shuō)黃老師專(zhuān)業(yè)是凝聚態(tài)物理，我這個(gè)凝聚態(tài)是形容詞，今天這里時(shí)間有限，我們這個(gè)產(chǎn)品明年年底能走向市場(chǎng)。
這里說(shuō)最后一句話(huà)，我們且聽(tīng)下回分解，今天的報(bào)告就講到這兒。最后，也預(yù)祝本次大會(huì)圓滿(mǎn)成功，謝謝大家。
