廣汽埃安李進：動力電池發展趨勢及技術探索
李進：首先感謝協會的邀請，今天很榮幸給大家分享一下我們從整車企業角度，我們也是在做電池研發準備量產，我們怎么看近年來動力電池的技術發展的趨勢還有我們做的技術探索。
首先先看一下市場環境，從2021年以來整個新能源市場滲透率是快速拉升過程，2023年預計新能源乘用車的銷量達到850萬輛，距離900萬輛的目標非常近，同時我們廣汽埃安從今年前9個月的銷量已經達到了35萬輛，預計全年可以達到50萬的目標。
從客戶需求分析，整個新能源車的銷量對我們車企來說要滿足客戶不斷提升需求，我們對用戶需求分析來看，目前續航里程、充電速度、價格和品質安全是新能源客戶關注的重要因素，目前主流的路線是鐵鋰和三元，各自還存在一些短板，鐵鋰進一步改善低溫性能、提升快充、能量密度要進一步提升。三元主要解決的是成本和本征安全的問題。
目前我們對技術路線進行分析，首先看一下封裝方式，我們預測方形、軟包、大圓柱三種封裝方式長期并存，大尺寸化是未來的趨勢，有利于提升能量密度、降低成本，通過大尺寸化提升容量，通過降低復材結構件的占比達到降本目的。方形這兩種優勢都有優勢，對長導型刀片這一類整體的Z向空間利用會更好，體積利用率會更高，對于窄厚型未來對于快充、降內阻更有優勢，整體我們認為方形成本、壽命、整包利用率、系統安全防護方面具有綜合的優勢，未來會成為市場的主導地位。
對于三元我們覺得大圓柱是后續重點的方向，更適合三元體系，也可以帶來制造成本的降低，同時容易實現無模組化和平臺化，我們預測它在高性能車型上會擴大它的應用規模。
化學體系，整體分為兩個路線，高性能、高性價比，這個是我們大體分的。高性能主要是三元電池為主，后續主要提升能量密度和快充性能，逐步向固態方向發展解決本征安全性的需求。高性價比這一塊目前鐵鋰是市場的主流，占比在不斷的提升，由于它目前的成本、壽命、本征安全具有比較大的優勢。后續我們認為高錳、高壓體系可以實現能力密度進一步提升和成本的降低，進一步取代鐵鋰。
還有鈉離子電池，雖然現在磷酸鐵鋰價格下降對鈉離子是利空的消息，從長遠來說，從擺脫對鋰資源的依賴，鈉離子電池還是有開發的需求。
目前磷酸鐵鋰的材料比容量已經接近理論值，后續主要是通過正極補鋰、壓密、材料的輕薄化包括復合箔材的應用以及整包設計的優化進一步提升能量密度，由目前的420未來提升到440、450Wh/L的能力，同時我們通過整包利用率的提升，目前從量產63%逐步提升到75%以上，實現整體整車續航的提升，目前在市場上基本搭載鐵鋰的車型可以提到600km續航的水平，未來我們覺得對于鐵鋰還要進一步去提升，提到700或者是800，這樣相對于燃油車來說基本上感受是差不多的。
另外一方面對于鐵鋰電池在滿足用戶基本續航需求的基礎上提升快充是后續的一個發展方向，主要是從電芯層級通過材料、電芯設計的優化大幅提升電芯的快充性能。現在鐵鋰的快充卷得比較厲害，各個企業從最早的提升能量密度現在開始搞鐵鋰快充，具體來看材料層面正極主要是通過優化粒徑分布減少大顆粒，優化包覆，負極通過原料膠的優化、骨料粒徑的優化減少歷經，優化碳包覆。電解液層面我們可以做構建SEI包括羥基性溶劑的應用提高鋰的溶劑化，同時還有隔膜，可以大幅提升電芯的快充能力，電芯設計層面我們通過極片設計，電芯尺寸和結構的優化提升快充，極片層面從單極耳向多極耳、全極耳的轉變，同時多層結構的極片和第一曲度極片的應用也逐漸在量產產品中得到了一些應用。
另一方面即使我不對化學體系和電池設計進行變更，通過升溫加熱和充電策略優化可以打幅度提升鐵鋰電池的充放電速率和縮減充放電的時間。我們可以看到在常溫下鐵鋰從0到100%SOC可以實現平均1.7C的快充，升到40度進行充電其實平均可以拉到2.6C，對快充時間的縮短貢獻比較大。
另外一個充電策略，目前應用比較多的是階梯充放電的方法，當然階梯還有很多挖掘的空間，包括把每一個階梯進行一個細化，達到電池在不同的SOC最大的充電能力，在這方面可以進一步縮短充電時間包括脈沖充電策略的應用，我們在這一塊做了很多的探索，包括充放電策略整合在一起，我們優化了一些策略，實現了鐵鋰電池快充能力大幅度提升，常溫情況下即使電池是常規設計不對它進行材料設計的變更，也是可以做到36分鐘充滿，如果配合升溫可以做到26分鐘充滿。
目前三元電池+方鋁的方案是主流，未來三元和大圓柱是重點的方向，因為它是需求更低的制造成本，但是我們覺得因為現在鐵鋰本身的續航提得比較高，同時它的快充也在逐步提升，所以對三元的要求也越來越高，未來三元電池可能在快充能力上要達到C級以上的能力。
46圓柱與傳統的21和18的結構上存在差異，也是在整個制備工藝上存在一些差異，前期各個企業包括自己也做了很多的探索，我們認為現在目前它的工藝路線是在收斂過程中，前期可能主要是有極耳揉平和壓平，從這張圖可以看出下面這條路線我們認為它在生產過程中還是有一些問題，包括金屬碎屑、過流能力同時要考慮大圓柱電池在實際應用過程中熱安全性的問題，熱失控的行為怎么去最終達到無熱蔓延的效果，不同的工藝路線還是有一些差異，所以我們認為后續可能重點是在極耳壓平包括激光穿焊這些方式最終實現46大圓柱整體的競爭力。
這一塊我們也做了一些探索和分析，目前整體大圓柱相比傳統焊接比率和良率有待進一步提升，這是目前制約46快速量產主要的原因，另外我們通過分析對標驗證和開發看到目前大圓柱采用鋼殼內阻針對方形還是比較大，現在EC充電大部分沒有問題，快充的情況下，很多產品的壽命衰減也是比較厲害，目前我們在這一塊也做了相關工作，持續降低內阻，目前做到2.2，希望后續做到1.8，以滿足3C或者4C以上快充的需求，從這個圖可以看到，我們做了對標分析，3C的時候衰減還是挺快的，我們通過工作目前可以做到3C的快充，整體來說對于大圓柱電池除了改善快充，壽命也是需要攻克的。
三元和鐵鋰，鐵鋰成本占比不斷的提升有很大的原因是成本的問題，我們也在考慮三元未來在成本情況下能表現出它的成本競爭力，主要還是金屬的價格，包括鎳價對成本影響比較大，同時另外一個方式通過回收，綜合考慮回收實際上三元的成本可以比鐵鋰綜合利用成本要低，但是一個瓶頸是目前生態模式的問題，電池至少用10年、8年，怎么打通生態是當前需要解決的問題。
另一方面對于未來高錳高電壓的體系是未來的一個重要方向，主要得益于平臺高、能量密度高、單位耗鋰量比較低，理論成本會更低，目前還是有解決相關的技術問題，包括高溫產氣的問題、錳溶出的問題、內阻的一些問題。
最后是固態電池，最近也是比較熱，包括各大車企發布了固態電池量產的時間節點，國內外對于動力電池來說下一代的電池大家都關注了固態電池，我們也是進行了相關的研究和技術的分析判斷，我們整體看下來硫化物目前的技術成熟度相對比較高，近期可能我們認為第一代量產的可能會是硫化物，但是硫化物本身有安全性問題，包括需要遇水產生硫化氫，對加工環境要求比較高，長遠降成本還是有難度，硫化物電池要在一定的壓力下發揮更好的性能，這一塊都是需要進一步解決和突破。遠期來看我們認為無機氧化物、聚合物的復合體系是未來更有潛力的一個方向。
從正極的角度來說我們近期覺得是高鎳，后續過渡到負極錳基的材料，從負極的角度說當前的量產是硅，后續往鋰金屬，我們認為現在也在關注無負極的技術，最終還是會走到無負極的技術和體系，這里面對于固態電池要解決的技術問題，包括高容量長續航的負極技術，還有超薄固態電解膜的技術，還有高面容量的正極技術和界面改性技術，這都是需要進一步突破的一些關鍵技術。
最后介紹一下廣汽埃安的情況，廣汽埃安位于廣州番禺廣汽智聯汽車產業園，成立于2017年7月28日，是廣汽集團面向汽車新四化發展智能網聯新能源汽車的核心載體。廣汽埃安智能生態工廠2019年4月投產，2022年2月第一工廠實現20萬產能，2022年10月第二工廠投產，達到40萬產能;2023年11月第三工廠啟動，提升產能至60萬以上。電池是新能源汽車關鍵核心零部件，廣汽集團“萬億廣汽”明確要發力“零部件強鏈延鏈。我們重點關注電池的資產和研發。
最后介紹一下廣汽自主電池的研發歷程，廣汽在整車廠是屬于較早開始自動化和自主電池研發的企業，我們在2011年的時候開始新能源汽車的研發，納賄是重度混合的動力車型，2017年埃安成立，同時我們收款BEV電池量產，同時我們開始自主電芯研發。2022年埃安完成混改完成A輪融資，我們集團成立了電池科技公司，2023年12月份開始投產，對于電池的策略我們不是全部自己去生產，我們始終堅持三路并舉的一個策略，擇優外購、合資合作、自主開發。
以上是我的分享，謝謝!
以上為演講速記，內容未經演講者審閱。
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