WNEVC2022中创新航谢秋：One-Stop高锰铁锂电池

由中国科学技术协会、北京市人民政府、海南省人民政府、科技部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局联合主办的第四届世界新能源汽车大会于8月26-28日在北京和海南以线上线下的方式举行。其中，北京会场位于北京经济技术开发区艺创国际会展中心。

会议由中国汽车工程学会等单位主办，以“碳中和愿景下的全方位电动化与全球合作”为主题，邀请世界各国政产学研各界代表共同探讨。大会将包括20多场会议、13，000平方米的技术展览和多项同期活动。200多位政府高层领导、海外机构官员、全球商界领袖、院士和行业专家将出席会议并发表演讲。

其中，中创新航科技有限公司高级副总裁谢丘在8月28日下午举行的“动力电池关键技术创新”技术研讨会上做了精彩演讲。

以下为现场演讲实录:

谢谢许秘书长。大家下午好，非常感谢你们的邀请。去年海南世界新能源大会，我们发布了一站式的电池平台技术。经过一年多的努力，我们的电池已经完成了中试，目前正在我们的匹配机型上进行相关的可靠性测试。一站式电池是利用低性能原理重构的一种电池结构和制造技术。一站式电池能量密度更高，制造效率更高，空间利用率更好。是我们第一代一站式磷酸铁锂的技术指标。采用一站式工艺的纯磷酸锰锂电池组能量密度达到了每公斤152瓦时，这应该是目前为止业界磷酸铁锂电池组的最高能量密度。支持整车续航里程超过600公里，同时整体质量能量密度保持率达到77%。在这一切的前提下，我们的电池组高度只有110mm左右。如果电池组高度为135mm，也就是业内常见的，整车续航里程可超过700km。使用纯磷酸亚铁锂，电池组的功率将达到80千瓦时以上，接近90千瓦时。这是能源电池组的进步，也是对上届海南大会的回顾。

在开发一站式的同时，我们一直在思考一个问题，就是刚才董阳董事长说的，电池的初心是什么？董主任说要用好。我们想知道用户对电池的需求是什么。电池能为用户创造什么价值？什么样的用户体验可以提升？我们电池的用户体验分为四个等级，参考马斯洛的模型。第一个层面，底层需求肯定还是安全的。虽然这几年通过层出不穷的安全技术，安全有了很大的进步，但是你也可以看到上半年我们的安全问题依然时有发生，所以安全作为电池需求的底层逻辑并没有改变。

第二个层面，我认为是电池的经济性，这也很大程度上影响了用户体验。我说这里的经济分为三个层次。第一个是当前用户的购买成本。到去年大家都知道碳酸锂涨了十几倍，间接买电池组比去年贵了几万块钱。用户单位里程的电池购买成本在增加，这在购买成本中。你可以看到现在的用户对成本有多敏感。现在你可以看到有两种趋势。一个是锂铁。大家都在想办法用便宜的材料，买便宜的材料。无论是经济型车，还是中高级车，甚至是豪华品牌车，对锂铁的动向也很敏感。一是用户在选择材料成本更低的技术路线；第二，大家都在降低电池的能量。正如你所看到的，PHEV发展很快。我觉得除了油价高之外，用户都在想办法降低每公里电池的购买成本，也就是减少用电量。我判断，未来两年PHEV应该还会处于高速增长的势头。如果锂的价格不下来，我想这个势头会保持下去。相反，大功率的纯电动增速可能没有大家想的那么快。经济的第一点是用户的直接购买成本，单位里程的电池购买成本在上升。第二，电池的使用成本实际上在增加。大家觉得使用成本不仅仅是充电，还有电费多少，但是现在大家的电池组设计越来越一体化，比如C2P或者C2C，用了很多胶水，这意味着可维护性越来越差。现在修复一个包。如果行驶过程中底部颠簸，电池受伤，换个包几万块是最少的，还有几十万。最近有新闻说要50多万，大家的可维护成本越来越高。用户会怎么做来降低使用成本？买保险，保费会变高。第二，我们的实际使用成本其实在增加。你可能会说被撞的概率比较小，但是历史的尘埃落在一个人的头上就是陨石。这就是我们认为的用户对电池需求的第二个层面。

第三个层面是狭义的传统用户体验，包括充电的便捷性和速度，包括换电、充电速度、加速、续航。即使是现在，电池也一直作为结构件参与整车的NVH。

用户需求的第四个层面是道德层面，这也是我们所有人日益增强的环保意识。我们希望电池是环保和可持续的。围绕这种用户对电池的需求，我们正在开发一站式1.0，迭代2.0。

在安全性方面，我们采用了名为TPP2.0的技术，前年我们推出了TPP1.0技术，也就是整个包装不起火。业界也推出了自己的安全技术，但实际表现表明，安全问题依然屡见报端。这是什么意思？就是我们在实验室里做的实验，无论是样本量，还是模拟故障，在实际使用过程中远远小于这种更复杂的工况。电池组将经历更复杂的工作条件。我们现在开发TPP2.0技术的目的，其实就是为了增强我们系统安全的健壮性。我们是行业中热电分离设计的先驱。热电分离是什么意思？就是当电池失控受热降压时，his generate中的气体有两个特点，第一是高压，第二是会导电，会迅速引起高压电弧短路，导致更复杂的短路。传统的设计是在这些bdo中做很多保护。我们现在在做热电分离。你可以在这个图中看到，我们电池的泄压方向是沿着高度方向z的，我们的电气连接是指高压在电池的两侧，也就是它们不在同一个面上，所以高压气体不会直接冲击高压的连接，包括绝缘损坏，高温导电物质的沉积，导致高压的短路。同时我们也为他设置了独立的气压。这就是我们在安全方面所做的，就是在这种热失控的情况下，应对更复杂的工况。

其次，我想谈谈我们刚刚展示的用户经济。后来我们发现，这个成本和可持续发展其实是相通的，用户在成本和道德层面其实和自己需要的可持续发展并不矛盾。现在，我们的想法是开发成本更低的材料。同时，通过一些PACE级别的技术和创新，材料更低的电池可以拥有更高的能量密度，以延长这种低成本材料可以覆盖的里程。所以，我们现在可以支持以磷酸盐为基础的里程发展到700公里，这样中间600公里到800公里之间的原始成本曲线的斜率就变低了。

我再来说说我们的材料。事实上，锰材料在整个电池材料行业中占有重要地位。黄先生一直在做锰材料。锰材料在橄榄石结构材料中起着至关重要的作用，如磷酸锰铁锂、众所周知的三元材料或尖晶石。2014年，我们首次量产磷酸锰锂和三元复合正极电池。2014年量产锂锰铁的主要目的是提高安全性。当时国家标准要求针刺试验，我们把锰铁锂和三元混合后就能顺利通过试验。这是我们在2014年对锰铁锂的尝试。但是锂锰合金也有锂锰合金的问题。它的导电性更差，能量密度达不到。在过去的八年里，我们一直在解决和改善锂锰合金的一系列问题。最后，我们的技术取得了进一步的突破，我们在电导率和能量密度方面都取得了很大的进展。700公里车型上，磷酸铁锰锂可以替代原来的三元产品。与三元产品相比，其贵金属元素消耗为零，没有镍和钴。同时每瓦时耗锂比磷酸亚铁锂低5%，如果是三元，每瓦时耗锂更低。

我们的锰材料是通过加强阳离子的均匀掺杂和锰的径向梯度来构建锂界面的设计，包括柔性超导电界面的设计。和以前相比，因为原来锰元素的影响，我们现在的寿命有了很大的进步，寿命可以达到2500次循环。

刚才讲了用户的一次性购买成本，第二个就是我们在使用成本上也做了一些技术迭代。首先，通过节省Z方向的空间，我们在底部留了一个很高的凸起空间，以防止凸起。我们把原来电芯的凸起空间和线压空间结合起来，节省了7%左右的高度，所以我们现在在电池组的高度上节省了7%，这样电池组的高度就大大向上提了，电池组也变短了。这样整车离地间隙会更高，减少颠簸的概率。

第二，即使有磕碰，我们现在也在研发一种可修复的技术，就是如果冷板受伤了，我们可能会修复。如果电池受伤了，我们可以更换模块而不是整包，帮助大家降低高昂的售后维修费用。

基于我们对电池的用户体验的理解，以及一些相关的材料工艺和结构工艺，我们研发了一站式高锰铁锂电池，有以下几个特点:一个是安全性更好，就是我刚才说的。采用了TPP2.0的热电分离技术，保证了系统安全性的健壮性；其次，稀有金属的消耗大大降低，包括镍、钴、锂的消耗，帮助大家在同等条件下获得更低的购买成本。电池组能量密度达到180Wh/kg，能量密度保持率突破80%里程，支持整车达到700km。不过前提是电池组的高度在110mm左右。如果把它做得更高，它的能量密度会更高，里程会更长。同时，从用户的使用成本来看，我们做到了颠簸更少，高度降低7%，离地间隙更高，可维护性更好。在能量补充的体验上，是可充电可更换的。同时，整个电池组将在2024年左右上市。我们的理念是，科技的进步永远是为了人类有更好的生活。我们最初的电池名称是一站式电池，我们的电池意味着用更好的电池为每个人创造更好的生活。我们还致力于通过持续的技术创新，为您带来更好、更安全、更高性能和更高性价比的产品体验。

我的报告到此结束。谢谢你。