李建忠：動力鋰電正極材料現狀及發(fā)展趨勢

以下為現場實錄

各位領導、各位專家、各位來賓大家上午好！非常感謝中汽中心，在這里和大家一起就動力鋰電正極材料現狀及發(fā)展趨勢進行討論。

北京當升材料科技股份有限公司董事、總經理李建忠

今天講三個方面，一個是關于整個體系的情況，以及未來的一個發(fā)展趨勢，還有目前大家關心的，對于三元正極材料的安全性問題解決的方案和大家做一個交流。

首先來看目前的動力用的正極材料的主要的體系，主要是三類，一類是包括NMC和NCA的三元材料，目前單體能量密度可以做到280，在PACK領域可以超過160。第二類是磷酸鐵鋰，目前單體超過180，系統(tǒng)的能量密度目前可以做到145左右。當然還有一部分是錳酸鋰，從目前主流的一些來看，不管是國內還是國外的主流車型這幾年也是這樣，逐漸有能量密度的提升。也可以看到，它的能量密度也有了很大的提高，特斯拉能量密度提升比較快一些，包括國內的車型基本在160每千克以上。

從國際上的一些車型和國際上的主要電池廠來看，目前主要選擇的材料體系來看，不管從日本的索尼還有包括NSC，NCM還是占大多數的。 現在，也在開發(fā)811（音），遠景在沒收購之前，提供第一代的811，現在開發(fā)第二代811，雖然沒有推出出來，為了慎重起見，又測試了一遍，也說明了一個負責任的態(tài)度。

國內的電池廠和國內配套的車，目前來說也是三元占了大多數，在大巴和乘用車方面包括磷酸鐵鋰有一部分。

333、523不講了，目前到6這一系列，其實6也發(fā)生了很大的變化，從最初的60現在做到65，甚至到了70，那么目前6列的最高的容量也將近了1：9，循環(huán)壽命比較好。 從整個的可比容量來說，可以做到210以上，它的循環(huán)壽命常溫的2000次以上，高溫循環(huán)也可以做到1200次以上，足以滿足整個使用壽命的要求。

這是NCA的，可比容量做到215以上，壓實密度在3.7以上，而且表示了很好的循環(huán)壽命。其實到了第三代，現在我們在做的開發(fā)出來的既不是簡單的NCM，也不是簡單的NCA，長城也是我們的客戶，開發(fā)了四元材料，其實就是NCMA，現在韓國的國際客戶他們用第三代的，實際上就是NCMA。加了A以后，輸出性比較好，如果是M，在同樣的鎳含量下容量表現更高，NCMA以后，基本上輸出性、容量各方面表現都比較突出，也表現比較好的循環(huán)壽命。

還有一個是磷酸鐵鋰，其實現在磷酸鐵鋰已經到了單晶化和納米化，在實驗室可以做到可比容量已經是160以上了。表現出非常好的循環(huán)穩(wěn)定性。當然如果我們做成磷酸錳鐵鋰，它的可比容量提高改變不是太大，但是它的電壓平臺從3.3提高到3.8，要提升20%到25%，但是實際做成電池能量密度提升到15%左右，說明還有提升空間。最主要的是它表現了非常好的一個熱穩(wěn)定性，同時還有循環(huán)性，以及它的倍率性。這個材料假設提升到了3.8V，我們可以和三元進行混合使用，保證了循環(huán)壽命、熱穩(wěn)定性都很好，成本又很低。如果把它的壓實提升一下，尤其在負極上面做一些工作，能量密度上升以后，這一款材料表示出很大的優(yōu)勢，所以比亞迪說明年把體積密度提升50%以上，反正提高百分之二三十還是有可能的，這是目前的幾款材料的現狀。

我們看一下未來的趨勢，我們先從車廠來看，介紹一下歐洲的車廠。跟寶馬我們也都是多年的老朋友了，定期保持技術上的交流，德國寶馬那邊也到當升這有四五次，看看寶馬，基本上也是有一個續(xù)航里程的要求，成本降低的要求，希望能夠在2025年前后他們的能量密度有一個大幅度的提升，但是用的可能是固態(tài)電池，這是他們的一個路徑。

那么這是歐洲另外一個主流車廠，也是和當升合作的。 到2025年，他們希望到500公里以上，這個要到800瓦時以上的，當然續(xù)航能力達到700以上，他們仍然是使用固態(tài)鋰電電池這一塊，跟寶馬有點類似。成本上希望到明年能降到每千瓦時小于100歐，目前其實已經到了這個成本，從今年上半年來看國內的成本大概在800-900千瓦時。剛才的材料體系也是用三元高鎳化或者是其他的路線實現的，基本追求的目標是一樣的。

一個是來自于日本的合作伙伴，大家可以看到，它在右下角的正極材料體系仍然是熱穩(wěn)定性比較高的高熱材料，所以它也是追求這么一個目標。

這是咱們中國代表的一家電池廠，基本上也是目前它可以做到了如果是單體超過280，到明年可以做到300-350千瓦，需要在負極上做一點文章了。2025年以后，也是用到了固態(tài)鋰電，希望達到350以上。所以總的來說，電池的一個路線，基本上沿著現在的還是在液態(tài)鋰電下進行改變，走向固態(tài)，當然還是在鋰電池下。按照這個材料的路線，基本上也是這樣，比如說以三元材料為例，單晶化、高鎳化，在未來我想過三五年，會取得突破，成本會進一步降低。

從成本的角度講，應該是逐年下降，但是這里目前可以這么說，單算它的原料和制造成本一定是實現我們所說的1塊錢一下，但是追求到五毛六毛，前提是原材料成本恢復到正常，也就是說做到鎳在12000每斤， 但是如果原材料反復操作，那個時候要達到成本降低，可能還不大，所以原材料是很關鍵的，技術上是沒問題的。當然未來作為福利蒙及進展也是比較快的。 當然，固態(tài)鋰電的開發(fā)我想過個三五年也會有突破，從實驗室來看，如果是用622做的話，而且是采用全固態(tài)，包括負極也采用金屬鋰負極，這個可比容量做到180以上，和液態(tài)鋰電池下的水平差不多，而且循環(huán)利用得到了改善。這是未來的趨勢。

實際上大家關心最多的還是安全性問題，剛才趙總還有其他幾位專家都提到了，從材料角度講，確確實實目前最大還是來自于安全的挑戰(zhàn)，這是熱失控的圖表，怎么解決150度內不出現熱失控，出現熱失控以后什么材料都沒有用，所以我們要做的，除了材料的安全，材料的設計和制備，還有電池的設計和制備，以及正確的使用和維護。

首先從材料角度講怎么提高安全性？在制備的時候，從全體系提高徑向結構的強度，抑制一些分化、裂化的問題，比如說采用單晶化的，像國內的比亞迪，開始采用純單晶的，還有采用混合適用的。還有一些摻雜改性，穩(wěn)定材料晶體的結構，使它耐受高溫高壓，當然需要技術性的控制，我摻雜的元素讓它到過渡金屬位，不同位置是不一樣的。當然也包括特殊的包覆的處理，穩(wěn)定結構，減少過渡金屬的溢出。還有對金屬異物的控制。

當然最終我們還是希望能夠實現固態(tài)鋰電的突破，從根本上解決液態(tài)鋰電下解決不了的問題。以上是我的報告，謝謝大家！

(責編：李碩)

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