來源:睿見Economy
2025年7月10-12日,2025中國汽車論壇在上海嘉定舉辦。本屆論壇主題為“提質向新,智贏未來”,由“閉門峰會、大會論壇、技術領袖峰會、多場主題論壇、N場行業發布、主題參觀活動”等15場會議和若干配套活動構成,各場會議圍繞汽車行業熱點重點話題,探索方向,引領未來。其中,在7月12日上午舉辦的“主題論壇九:識變,應變,鞏固動力電池產業發展優勢”上,中汽新能總經理助理陳超發表精彩演講。
以下內容為現場演講實錄:
尊敬的各位來賓上午好!
我是中汽新能的陳超,大概解釋一下目前力神(青島)動力板塊最近做了名稱變更,新名稱叫做中汽新能,所以我報告名字與時俱進調整過來了。
報告的內容主要是半固態電池的一些進展和在低空經濟領域的應用,剛才前面姜總也講了一些,我們內容有些重復部分,我主要講一些技術和應用方面的工作。
一、eVTOL相關政策及市場需求
低空經濟目前國家也是頻繁出臺一些政策,低空經濟領域作為戰略性新興產業被視為新的經濟增長引擎,正處于蓬勃發展階段,國內各企業和科研機構也紛紛加入布局和研究。
到2030年,低空經濟市場規模將達到1.8萬億元,國內eVTOL用動力電池需求量7.8GWh;到2035年可能達到112.5GWh的需求。
接下來講一下主流低空飛行器機型介紹包括它的特征,目前主流飛行器有四種類型,分多旋翼、復合翼、傾轉翼、涵道式,目前應用比較多的是前三個,列出了國內外企業發布的主要機型和對應航程。
eVTOL領域動力電池和我們常規的動力電池還是有些差異化的需求,因為它在空中,所以它最大差異化是對碎片要求,就是說它不允許有這種碎片的產生,這是一個明顯差別,另外是對熱失控的遏制,單體層級、系統層級還有爆炸遏制提出了更高要求,這個標準是美國針對飛行器標準,目前國內針對飛行器這塊領域并沒有一個行業標準,還是主要參考國外的標準。
另外飛行器的各階段工況,起飛、巡航、降落,各階段它對倍率也有不同的要求,我們看到多旋翼機型目前它的放電倍率要求是最高的,復合翼和傾轉翼是中等的放電倍率要求。能量密度,目前主流產品能量密度大概在300-350,這只能說針對目前的飛行器應用能達到一個入門級,未來需求還是需要能量密度達到400甚至500瓦時每公斤以上。另外是快充需求,剛才前面也提到快充方面,為了實現商業場景的應用,目標要達到15分鐘快充。
二、中汽新能半固態電池核心技術與路線規劃
半固態電池目前在高比能、高功率、高安全包括技術成熟度方面目前存在比較大的優勢,剛才前面姜總也提到半固態和全固態,這里講一下我們也同時在開發半固態電池和全固態電池,我們為什么選擇了半固態而不是全固態?就是說因為飛行器目前在當前階段它有一些示范性應用,所以它對電池提出了一個比較迫切的需求,在當前情況下半固態的可能跟飛行器的一些應用場景能初步達到適配性,是不是最好的實際上目前并不是,但是可能在當前的進度過程中半固態在當前,我們認為還是可以適合一些示范性的應用需求,至于全固態的當前可能還存在一些問題,包括能量密度可能在今年全固態也在350瓦時每公斤左右,再往上還是存在一些問題,如倍率性能、循環性能、壓力,特別是它的工藝,目前全固態電池最難的是在工藝方面的突破,我們目前在做大量的工作,要保證年底的電芯樣品交付,所以這里也大概提一下,我們為什么選擇是半固態電池。
接下來講一下我們的主要幾個核心技術,
1.改性超高鎳正極:克容量提升,抑制副反應、提升高鎳正極結構穩定性
2.新型硅碳負極:構造獨特構型硅碳結構,顯著抑制硅顆粒體積膨脹
3.高安全隔膜:耐高溫涂層提升熱穩定性。
4.輕量化箔材:“三明治”結構輕量化箔材減重與安全的完美結合。
5.高效預鋰化:正極補鋰劑彌補活性鋰損失。
這些技術主要解決兩個問題:
1.高安全問題。
2.能量密度怎樣提升的問題。
首先改性超高鎳正極技術:
1.改善它的結構穩定性,能夠適配更好的性能,同時它的安全也有些優化,一個是前軀體徑向分布+多元素高熵摻雜。
2.固態電解質表面修飾技術,目前來看對高鎳材料本身熱穩定性以及循環穩定性還是有很大提升,也可以看到我們材料層級熱穩定性測試還是有明顯改善,同時在循環和倍率性能方面,未包覆的并沒有產生很大影響。
新型硅碳負極材料:
姜博士也提到要達到400瓦時每公斤,我們目前摻入量差不多也達到35-40的摻雜比例,這么高的摻雜比例實際上有幾方面影響:
1.優化硅碳材料本身倍率性能,因為摻雜多了以后硅碳材料本身的倍率性能,特別是倍率放電性能并不是特別理想,所以在這里針對碳骨架也做了倍率性能的優化。
2.同時對硅材料本身一方面是顆粒粒徑大小控制,讓粒徑更小。
3.另外也做了合金化摻雜,進一步提升它的導電性,另外也做了硅材料和碳骨架材料之間的導電性能提升,讓它和碳骨架之間也有一個很好的臨時傳導性。
最后是我們也通過一個碳骨架優化,也和低膨脹的負極摻雜優化,減少它極片層級整體的膨脹。
接下來是高安全隔膜,普通聚烯烴隔膜大概在130-150度,它特別到150度可能支撐性就不夠了,我們為了提升更高的耐溫度,更高溫度下能夠把正負極隔開,不會產生大面積的短路,我們做了PI隔膜,兩種方式:
1.PI涂層,把PI涂在聚烯烴隔膜表面,耐溫可以達到200度。熱箱溫度大概達到170度。
2.更極致一些,直接采用PI基膜,耐溫能達到250度以上,安全性更好,但是它可能有一個缺點是一個成本高;做不了太薄,所以對體積密度會有一些影響。所以我們現在是兩方面都在推進。
接下來就是輕量化箔材,一個提高能量密度,可以看到我們這個復合箔材對能量密度會有一定提升,同時它對于我們循環性能和安全有一些改善,因為我們高硅體系它的極片膨脹很大的,常規箔材對它會有一些影響,我們的復合箔材應用以后發現對高硅體系的循環會有一定的改善,另外我們可以看到針刺和熱箱,實際上應用復合箔材以后還是有一個顯著提升。
接下來是高效預鋰,這是相對比較成熟的手段,我因為用了比較高的硅碳材料,它的循環等也有一定影響,我通過高效預鋰一方面提高能量密度,同時也提高一些性能和循環壽命。
下面是我們的技術路線規劃,剛才看了一下我們跟孚能姜總的技術路線比較一致的,可能也是目前市場材料決定了它的產品技術,所以我們基本上目前325和350都是高鎳加硅碳,可能硅碳含量會低一點,整體會成熟一點,這兩代我已經推向市場了,和一些客戶已經有一些產品的應用,倍率性能和循環性能包括安全方面也是比較能符合目前要求。
接下來我們對能量密度就進一步去提升,提到370和400瓦時每公斤,去匹配客戶對續航能力和輕量化的更高需求。更遠期我們目前實際上也在做一些前期體系研究,負極采用鋰金屬或者無負極方式,把能量密度提到450~500瓦時每公斤,能夠進一步匹配我們目前對飛行器、能量密度的需求。
三、中汽新能半固態電池產品介紹及應用
剛剛提到第一代產品325Wh/kg 產品是目前在飛行器領域的一款已批量出貨的產品,在2023年就這個產品得到批量應用,目前有兩個典型應用案例:
1.上海某客戶的物流飛行器,大概2噸級,續航達到250公里,刷新了2噸級續航紀錄。
2.廣東某客戶分體式的飛行汽車,亮相珠海航展,已經有試飛應用,該產品是我們目前第一代的產品應用,客戶也對該產品一些性能比較滿意,但可能能量密度上還是有些不滿,針對能量密度的我們做了進一步提升,就推出第二代產品。
第二代產品,因為第一代倍率3C的還是應用有些局限,主要適合于復合翼機型應用,因為復合翼機型大概3C倍率基本上能滿足,但是我們可以看到目前很多是多旋翼機型,多旋翼機型對倍率性能要求更高一些,所以我們對倍率性能也進行了提升,達到5C的水平,能滿足復合翼、多旋翼還有傾轉翼機型的應用,循環壽命達到1500次,倍率5C,快充滿足25分鐘的應用。
接下來是第三代的370Wh/kg產品,目前由于能量密度提升,我們還在進一步優化過程中,370-380這一代我們認為是可能飛行器下一代的比較重要的產品,然后能量密度和性能方面可能能做到相對比較均衡,那我首先推出370 3C想進一步優化,想提到380Wh每公斤大概5C應用,能有更廣闊的應用場景。
接下來是400Wh/kg產品,今年能定型的產品,目前倍率有些缺陷,大概能達到2C水平,也想再做進一步提升,做到3C以上,滿足更多客戶需求,這個確實硅含量接近40%的添加量,確實也是比較高。
四、公司介紹
中汽新能總部位于天津,是天津力神之前動力板塊業務拆分重組而來,專注于動力電池和儲能電池的研發、生產和銷售。公司現有總規劃產能97.5GWh,目前已建成32GWh。2025年2月公司完成央企動力電池專業化整合的工作,由中國一汽控股,同時央企車企協同賦能,并于今年7月公司名稱由力神(青島)更名為中汽新能,開啟煥新發展的新篇章。
公司主營業務:動力/儲能。
產品類型:產品形態-方形、軟包、圓柱,主要產品還是方形產品,軟包就是剛才主要提到的半固態和全固態的應用,我們同時也在做一些大圓柱方面的產品,也作為汽車還有飛行器的解決方案;技術路線-磷酸鐵鋰、三元、鈉離子、半固態、全固態電池等都在做。
產業布局:目前有天津、青島、滁州、無錫四個基地。下面就是一些央企入股和央企協同方面的支持。
我的報告到此結束,感謝大家!
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