WNEVC 2022 | 中創新航謝秋：One-Stop高錳鐵鋰電池

由中國科學技術協會、北京市人民政府、海南省人民政府、科技部、工業和信息化部、生態環境部、住房和城鄉建設部、交通運輸部、國家市場監督管理總局、國家能源局聯合主辦的第四屆世界新能源汽車大會(WNEVC 2022)于8月26日至28日在北京和海南線上線下舉辦。其中，北京會場位于北京經濟技術開發區藝創國際會展中心。

會議由中國汽車工程學會等單位主辦，將以“碳中和愿景下的全電動化與全球合作”為主題，邀請全球政產學研各界代表共同探討。大會將包括20多場會議，13，000平方米的技術展覽和許多同期活動。200多位政府高級領導人、海外機構官員、全球商界領袖、學者和行業專家將出席會議并發表演講。

其中，中創新航科技有限公司高級副總裁謝丘在8月28日下午舉行的“動力電池關鍵技術創新”技術研討會上發表了精彩演講。

以下為現場演講:

謝謝許秘書長。下午好，非常感謝大會的邀請。在去年的海南世界新能源大會上，我們發布了一站式的電池平臺技術。經過一年多的努力，我們的電池已經完成了試點測試，目前正在對我們的支持型號進行相關的可靠性測試。一站式電池是我們利用低性能的原理來重構電池單元的結構和制造技術。一站式電池能量密度更高，制造效率更高，空間利用率更好。這是我們第一代一站式磷酸鐵鋰的技術指標。采用一站式工藝的純磷酸錳鋰電池組能量密度達到了每千克152瓦時，這應該是目前為止業內磷酸鐵鋰電池組最高的能量密度，支撐整車續航里程超過600公里，同時整體質量能量密度保持率達到了77%。這一切的前提是，我們的電池組高度只有110 mm左右，如果把電池組的高度放在業界常見的135 mm的高度，整車續航里程可以超過700公里。純磷酸亞鐵鋰的話，電池組的電量會超過80千瓦時，接近90千瓦時。這是能源電池組的進步，也是對上屆海南大會的回顧。

在開發一站式的同時，我們一直在思考一個問題，就是剛才董陽董事長說的電池的初心是什么？董董事長講用好。我們想知道用戶對電池的需求是什么。電池能為用戶創造什么價值？什么樣的用戶體驗可以提升？我們把電池的用戶體驗分為四個層次，參考馬斯洛的模型。在第一層，底層需求肯定是安全的。雖然這幾年通過層出不窮的安全技術，安全有了很大的進步，但是也可以看到上半年我們的安全問題依然時有發生，所以安全作為電池需求的底層邏輯并沒有改變。

第二個層面，我覺得是電池的經濟性，這個也很影響用戶體驗。我說這里的經濟分為三個層次。第一個是現在用戶的購買成本。從去年到現在，我們都知道碳酸鋰漲了十幾倍。間接購買電池組比去年貴了幾萬塊錢，用戶單位里程的電池購買成本在增加，這在購買成本里。你可以看到現在的用戶對成本有多敏感。現在你可以看到有兩種趨勢。一個是鋰鐵。大家都在想辦法用便宜的材料，買便宜的材料，不管是經濟型車還是中高級車，甚至是豪華品牌。鋰鐵的走勢也很敏感。首先是……hat用戶在選擇材料成本更低的技術路線；第二，大家都在降低電池的能量。正如你所看到的，PHEV的發展勢頭非常迅猛。我覺得除了油價高之外，用戶也在想辦法降低每公里電池的購買成本，也就是降低耗電量。我判斷，未來兩年PHEV應該還會處于高速增長的勢頭。如果鋰的價格不下來，我想這個勢頭會保持下去。相反，大功率的純電動增速可能沒有大家想的那么快。經濟的第一點是用戶的直接購買成本，單位里程的電池購買成本在上升。第二點，電池的使用成本其實在增加。大家認為使用成本不僅僅是充電，還有一年充一次電多少錢。但是現在電池組設計集成度越來越高，比如C2P，C2C，大量使用粘合劑，可維護性越來越差。現在修一個包，如果行駛過程中底部顛簸，電池損壞，一次換幾萬塊最少，多的也有幾十萬。最近有消息出來說要50多萬，大家的可維護性成本越來越高。用戶會怎么做來降低使用成本？如果買保險，保費會更高。第二，我們的實際使用成本其實在增加。你可能會說被撞的概率比較小，但是歷史的塵埃落在一個人頭上就是隕石。這就是我們認為的用戶對電池需求的第二個層面。

第三個層面是狹義的傳統用戶體驗，包括充電的便捷性和速度，包括換電、充電速度、加速、續航。即使是現在，電池也已經作為結構件參與了整車的NVH。

用戶需求的第四個層面是道德層面，我們所有人的環保意識都越來越強。我們希望這種電池是環保和可持續的。著眼于我們用戶對電池的需求，我們在開發一站式1.0的同時，也在迭代2.0。

在安全方面，我們采用了我們叫TPP2.0的技術，前年我們推出了TPP1.0技術，實現了整包不著火，業界也推出了自己的安全技術。但在實際演出中，安全問題依然屢見報端。這是什么意思？就是我們在實驗室做的實驗，無論是樣本量還是模擬故障，在實際使用過程中遠遠小于這種更復雜的工況，電池組會經歷更復雜的工況。我們現在開發TPP2.0技術的目的，其實就是為了增強我們系統的安全健壯性。我們是行業中熱電分離設計的先驅。熱電分離是什么意思？當電池遇到熱失控和壓力釋放時，產生的氣體具有兩個特征。第一個是高壓，第二個是會導電，會迅速引起高壓電弧短路，引起更復雜的短路。傳統的設計是對這些bdo做很多保護。我們現在在做熱電分離。你可以在這個圖中看到，我們的電芯泄壓方向是沿著高度方向Z的，我們的電氣連接是指高壓電在電池的兩側，也就是不在一個平面上，所以高壓氣體不會直接沖擊高壓連接，包括絕緣損壞和高溫導電物質的沉積，導致高壓短路。同時我們也為他設置了獨立的氣壓。這就是我們在安全方面所做的，就是在熱失控的情況下，應對更復雜的工況。

其次，我想談談我們剛才展示的用戶經濟。后來我們發現這個成本和可持續發展其實是相通的，用戶在成本和道德層面上其實和自己需要的可持續發展并不矛盾。我們目前的思路是開發更低成本的材料，同時通過PACE級別的一些技術，使材料更低的電池具有更高的能量密度，以延長這種低成本材料所覆蓋的里程，所以我們現在可以支持磷酸鹽系統的里程發展到700公里，從而使原始成本曲線的斜率在600千公里之間……ers和低800公里。

我再來說說我們的材料。事實上，錳材料在整個電池材料行業中占有重要地位。黃老師一直在做錳材料。錳在橄欖石材料中起著至關重要的作用，如磷酸錳鋰、眾所周知的三元材料或尖晶石。2014年是我們第一次量產磷酸錳鋰和三元復合正極電池。2014年量產磷酸錳鋰的主要目的是提高安全性。當時國標需要做針刺試驗，我們把鋰錳合金和三元混合后就能順利通過試驗。這是我們在2014年對鋰錳合金的嘗試。但是鋰錳鐵也有鋰錳鐵的問題，導電性更差，能量密度達不到。在過去的八年里，我們一直在不斷地解決和改善鋰錳合金的一系列問題。現在我們終于在技術上有了進一步的突破，無論是它的電導率還是能量密度，都有了很大的進步。在700km車輛上，磷酸鐵錳鋰可以替代原來的三元產品。與三元產品相比，其貴金屬元素含量為零，無鎳無鈷。同時，每瓦時鋰的用量比磷酸亞鐵鋰減少了5%。如果是相對三元的話，每瓦時的鋰量減少的更多。

我們的錳材料通過加強陽離子的均勻摻雜和設計錳的徑向梯度來構建鋰界面，包括柔性超導電學界面的設計。和以前相比，因為錳的影響，我們的壽命也有了很大的進步，可以達到2500次循環。

剛才我們談到了用戶的一次性購買成本，第二就是我們在使用成本上也做了一些技術迭代。第一，通過節省Z方向的空間，我們在底部留了一個很高的凹凸空間來防止磕碰，并且我們將凹凸空間和電芯原有的線壓空間結合起來，節省了7%左右的高度，所以現在我們在電池組的高度上節省了7%，使得電池組的高度急劇上升，使電池組更短，這樣整車會有更高的離地間隙，降低了磕碰的概率。

第二，即使有磕碰，我們現在也研發出了可修復的技術，就是冷板損壞了，我們可能會修復，電池損壞了，我們可以更換模塊，而不是更換整包，幫助大家降低售后維修的高成本。

基于以上對電池用戶體驗的理解，并基于一些相關的材料技術和結構技術，我們研發了一站式高錳鐵鋰電池，具有以下特點:一是安全性更好，也就是我剛才說的，我們采用TPP2.0的熱電分離技術，保證系統安全的魯棒性；其次，包括鎳、鈷、鋰等稀有金屬的消耗大大降低，有助于大家在同等條件下獲得更低的購買成本。電池組能量密度達到每公斤180瓦時，能量密度保持率突破80%里程，支持整車行駛里程達到700公里。但這些前提都是建立在電池組高度在110 mm左右的前提下，如果做得更高，能量密度更高，里程更長。同時從用戶的使用成本來說，我們做到了更少的顛簸，降低了7%的高度，更高的離地間隙和維護。在充電能量的體驗上，它是可充電可更換的，整個電池組將在2024年左右與大家見面。我們的理念是，科技的進步永遠是為了人類有更好的生活。我們最初的電池名稱是一站式電池，我們的電池意味著用更好的電池為每個人創造更好的生活。我們也將通過不斷的技術創新，努力為您帶來更好、更安全、更高性能、更高性價比的產品體驗。

我的報告到此結束，謝謝。

(注:本文根據現場速記整理，未經發言人審核。)由中國科學技術協會、北京市人民政府、海南省人民政府、科技部、工業和信息化部、生態環境部、住房和城鄉建設部、交通運輸部、國家市場監督管理總局、國家能源局聯合主辦的第四屆世界新能源汽車大會(WNEVC 2022)于8月26日至28日在北京和海南線上線下舉辦。其中，北京會場位于北京經濟技術開發區藝創國際會展中心。

會議由中國汽車工程學會等單位主辦，將以“碳中和愿景下的全電動化與全球合作”為主題，邀請全球政產學研各界代表共同探討。大會將包括20多場會議，13，000平方米的技術展覽和許多同期活動。200多位政府高級領導人、海外機構官員、全球商界領袖、學者和行業專家將出席會議并發表演講。

其中，中創新航科技有限公司高級副總裁謝丘在8月28日下午舉行的“動力電池關鍵技術創新”技術研討會上發表了精彩演講。

以下為現場演講:

謝謝許秘書長。下午好，非常感謝大會的邀請。在去年的海南世界新能源大會上，我們發布了一站式的電池平臺技術。經過一年多的努力，我們的電池已經完成了試點測試，目前正在對我們的支持型號進行相關的可靠性測試。一站式電池是我們利用低性能的原理來重構電池單元的結構和制造技術。一站式電池能量密度更高，制造效率更高，空間利用率更好。這是我們第一代一站式磷酸鐵鋰的技術指標。采用一站式工藝的純磷酸錳鋰電池組能量密度達到了每千克152瓦時，這應該是目前為止業內磷酸鐵鋰電池組最高的能量密度，支撐整車續航里程超過600公里，同時整體質量能量密度保持率達到了77%。這一切的前提是，我們的電池組高度只有110 mm左右，如果把電池組的高度放在業界常見的135 mm的高度，整車續航里程可以超過700公里。純磷酸亞鐵鋰的話，電池組的電量會超過80千瓦時，接近90千瓦時。這是能源電池組的進步，也是對上屆海南大會的回顧。

在開發一站式的同時，我們一直在思考一個問題，就是剛才董陽董事長說的電池的初心是什么？董董事長講用好。我們想知道用戶對電池的需求是什么。……電池能為用戶創造什么價值？什么樣的用戶體驗可以提升？我們把電池的用戶體驗分為四個層次，參考馬斯洛的模型。在第一個層次，底層需求肯定是安全的。雖然這幾年通過層出不窮的安全技術，安全有了很大的進步，但是也可以看到上半年我們的安全問題依然時有發生，所以安全作為電池需求的底層邏輯并沒有改變。

第二個層面，我覺得是電池的經濟性，這個也很影響用戶體驗。我說這里的經濟分為三個層次。第一個是現在用戶的購買成本。從去年到現在，我們都知道碳酸鋰漲了十幾倍。間接購買電池組比去年貴了幾萬塊錢，用戶單位里程的電池購買成本在增加，這在購買成本里。你可以看到現在的用戶對成本有多敏感。現在你可以看到有兩種趨勢。一個是鋰鐵。大家都在想辦法用便宜的材料，買便宜的材料，不管是經濟型車還是中高級車，甚至是豪華品牌。鋰鐵的走勢也很敏感。首先是用戶在選擇材料成本更低的技術路線；第二，大家都在降低電池的能量。正如你所看到的，PHEV的發展勢頭非常迅猛。我覺得除了油價高之外，用戶也在想辦法降低每公里電池的購買成本，也就是降低耗電量。我判斷，未來兩年PHEV應該還會處于高速增長的勢頭。如果鋰的價格不下來，我想這個勢頭會保持下去。相反，大功率的純電動增速可能沒有大家想的那么快。經濟的第一點是用戶的直接購買成本，單位里程的電池購買成本在上升。第二點，電池的使用成本其實在增加。大家認為使用成本不僅僅是充電，還有一年充一次電多少錢。但是現在電池組設計集成度越來越高，比如C2P，C2C，大量使用粘合劑，可維護性越來越差。現在修一個包，如果行駛過程中底部顛簸，電池損壞，一次換幾萬塊最少，多的也有幾十萬。最近有消息出來說要50多萬，大家的可維護性成本越來越高。用戶會怎么做來降低使用成本？如果買保險，保費會更高。第二，我們的實際使用成本其實在增加。你可能會說被撞的概率比較小，但是歷史的塵埃落在一個人頭上就是隕石。這就是我們認為的用戶對電池需求的第二個層面。

第三個層面是狹義的傳統用戶體驗，包括充電的便捷性和速度，包括換電、充電速度、加速、續航。即使是現在，電池也已經作為結構件參與了整車的NVH。

用戶需求的第四個層面是道德層面，我們所有人的環保意識都越來越強。我們希望這種電池是環保和可持續的。著眼于我們用戶對電池的需求，我們在開發一站式1.0的同時，也在迭代2.0。

在安全方面，我們采用了我們叫TPP2.0的技術，前年我們推出了TPP1.0技術，實現了整包不著火，業界也推出了自己的安全技術。但在實際演出中，安全問題依然屢見報端。這是什么意思？就是我們在實驗室做的實驗，無論是樣本量還是模擬故障，在實際使用過程中遠遠小于這種更復雜的工況，電池組會經歷更復雜的工況。我們現在開發TPP2.0技術的目的，其實就是為了增強我們系統的安全健壯性。我們是行業中熱電分離設計的先驅。熱電分離是什么意思？當電池遇到熱失控和壓力釋放時，產生的氣體具有兩個特征。第一個是高壓，第二個是會導電，會迅速引起高壓電弧短路，引起更復雜的短路。傳統的設計是對這些bdo做很多保護。我們現在在做熱電分離。你可以在這個圖中看到，我們的電芯泄壓方向是沿著高度方向Z的，我們的電氣連接是指高壓電在電池的兩側，也就是不在一個平面上，所以高壓氣體不會直接沖擊高壓連接，包括絕緣損壞和高溫導電物質的沉積，導致高壓短路。同時我們也為他設置了獨立的氣壓。這就是我們在安全方面所做的，就是在熱失控的情況下，應對更復雜的工況。

其次，我想談談我們剛才展示的用戶經濟。后來我們發現這個成本和可持續發展其實是相通的，用戶在成本和道德層面上其實和自己需要的可持續發展并不矛盾。我們目前的思路是開發更低成本的材料，同時通過PACE級別的一些技術，使材料更低的電池具有更高的能量密度，以延長這種低成本材料所覆蓋的里程，所以我們現在可以支持磷酸鹽系統的里程發展到700公里，從而使原始成本曲線的斜率在600千公里之間……ers和低800公里。

我再來說說我們的材料。事實上，錳材料在整個電池材料行業中占有重要地位。黃老師一直在做錳材料。錳在橄欖石材料中起著至關重要的作用，如磷酸錳鋰、眾所周知的三元材料或尖晶石。2014年是我們第一次量產磷酸錳鋰和三元復合正極電池。2014年量產磷酸錳鋰的主要目的是提高安全性。當時國標需要做針刺試驗，我們把鋰錳合金和三元混合后就能順利通過試驗。這是我們在2014年對鋰錳合金的嘗試。但是鋰錳鐵也有鋰錳鐵的問題，導電性更差，能量密度達不到。在過去的八年里，我們一直在不斷地解決和改善鋰錳合金的一系列問題。現在我們終于在技術上有了進一步的突破，無論是它的電導率還是能量密度，都有了很大的進步。在700km車輛上，磷酸鐵錳鋰可以替代原來的三元產品。與三元產品相比，其貴金屬元素含量為零，無鎳無鈷。同時，每瓦時鋰的用量比磷酸亞鐵鋰減少了5%。如果是相對三元的話，每瓦時的鋰量減少的更多。

我們的錳材料通過加強陽離子的均勻摻雜和設計錳的徑向梯度來構建鋰界面，包括柔性超導電學界面的設計。和以前相比，因為錳的影響，我們的壽命也有了很大的進步，可以達到2500次循環。

剛才我們談到了用戶的一次性購買成本，第二就是我們在使用成本上也做了一些技術迭代。第一，通過節省Z方向的空間，我們在底部留了一個很高的凹凸空間來防止磕碰，并且我們將凹凸空間和電芯原有的線壓空間結合起來，節省了7%左右的高度，所以現在我們在電池組的高度上節省了7%，使得電池組的高度急劇上升，使電池組更短，這樣整車會有更高的離地間隙，降低了磕碰的概率。

第二，即使有磕碰，我們現在也開發了可修復技術，就是冷板損壞了，我們可能會修復，電池損壞了，我們可以更換模塊，而不是更換整包，幫助大家降低售后維修的高成本。

基于以上對電池用戶體驗的理解，并基于一些相關的材料技術和結構技術，我們研發了一站式高錳鐵鋰電池，具有以下特點:一是安全性更好，也就是我剛才說的，我們采用TPP2.0的熱電分離技術，保證系統安全的魯棒性；其次，包括鎳、鈷、鋰等稀有金屬的消耗大大降低，有助于大家在同等條件下獲得更低的購買成本。電池組能量密度達到每公斤180瓦時，能量密度保持率突破80%里程，支持整車行駛里程達到700公里。但這些前提都是建立在電池組高度在110 mm左右的前提下，如果做得更高，能量密度更高，里程更長。同時從用戶的使用成本來說，我們做到了更少的顛簸，降低了7%的高度，更高的離地間隙和維護。在充電能量的體驗上，它是可充電可更換的，整個電池組將在2024年左右與大家見面。我們的理念是，科技的進步永遠是為了人類有更好的生活。我們最初的電池名稱是一站式電池，我們的電池意味著用更好的電池為每個人創造更好的生活。我們也將通過不斷的技術創新，努力為您帶來更好、更安全、更高性能、更高性價比的產品體驗。

我的報告到此結束，謝謝。

(注:本文根據現場速記整理，未經發言人審核。)

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