孚能科技王瑀：下一代高比能動力電池研究與進展
圖為孚能科技王瑀在CBIS2018“鋰想”峰會上發表主題演講
戳此進入峰會官方專題，了解更多會議信息：“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)
2018年11月8日，以“新時代·破而立：前行中的產業轉折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開幕。孚能科技（贛州）有限公司董事長王瑀在峰會上發表主題演講，以下為主題演講內容。
孚能科技王瑀：
我看了吳院士還有剛才做測試的張主任講了關于新材料方面的研究，未來鋰電池發展方向還有一些測試的研究，作為我們企業來說，我們這方面雖然做了一些工作，但是深度、廣度都不如學校和研究院。企業比較關心的就是產品，未來產品路線圖，未來如何滿足客戶的要求，滿足我們OEM客戶的要求，能夠滿足老百姓的要求，對新能源汽車電池的瓶頸大家也知道，一個是續航里程，一個是成本，一個就是充電速度，再一個就是安全。我今天主要講一下對我們來說，我們下兩代電池應該是什么樣的電池？目前的進展情況怎么樣？給大家做一個簡單的匯報。
今天我匯報的題目是“孚能科技車用高比能動力鋰離子電池的開發與進展”，可能很多企業不太了解孚能，孚能科技在2015年之前基本上產品出口美國、歐洲，并進行市場的驗證。孚能科技是一個專注于做動力電池的企業，目前生產基地在中國的贛州，新的基地在鎮江，目前在快速的擴展。歐洲和美國都在建，研發中心在硅谷，另外在德國的斯圖加特，目前有員工三千多人，目前是中國最大的軟包電池生產商，目前占市場大約40%左右，在全球僅次于LG，第二大軟包電池生產商。
簡單介紹一下孚能的發展歷史，孚能是2002年在美國硅谷成立，2002到2009年是技術開發階段，投入大量的金錢和人力，主要是開發適用于新能源汽車使用的高比能量鋰離子電池及其系統技術的集成，包括管理。2009年在贛州政府的支持下，在贛州建立了我們第一個產業化基地，產能0.35G瓦時，2010年到2014年，產品主要供應美國、歐洲，用于測試一些動力的使用情況，包括高速摩托車APU系統、剎車、特種車等等，2015年開始進入中國市場，0206年第三季度開始向中國市場供貨。產能在2015年開始加速擴產，2016年達到了0.25個G瓦時，2018年完成了1億美金的融資，成為2017年到2018年全球鋰離子電池融資最多的企業，估值超過了10億美金，成為獨角獸企業，產能迅速擴張到5G瓦時。今年開動了鎮江20G瓦時的擴產，德國的研發中心在斯圖加特也成立，目前總的出貨量在中國在乘用車方面名列前三名，目前占軟包市場大約40%的份額。
目前孚能的產品主要面對乘用車，這里面我舉了很多其他車的應用，這些應用主要是在歐洲和美國市場上，為了驗證孚能電池，我們選擇了幾個項目來做汽車電池的驗證，包括工藝打通，人員的培訓，以及產業化以后在幾年試驗過程中長達萬萬英里電池使用情況。孚能的重點還是乘用車，主要是三個方面，一個就是微混，然后插電，再加上純電動，這三個方面的應用。
今天為了切合會議組織者給我提出這樣一個題目，我今天重點講一講我們孚能科技在純電乘用車電池方面現在中期以及未來開發的電池是什么樣的電池。這個是我們的孚能科技純電動車電池的路線圖，從2014年開始，我們開始生產220瓦時/公斤的軟包電池以來，這個電池廣泛應用在各種各樣的乘用車上，這個包括A00級車一直到C級車，孚能全系列向中國市場供貨，到目前為止也是在轎車方面目前出貨量是最多的。我們導入了雙極耳電池，未來準備量產的電池一會兒還會介紹一下。還要介紹一下在研的電池，在2025年準備投產的電池該是什么樣的電池。
目前孚能量產電池還是主要集中在以石墨為主，以三元材料為正極的這樣一個系統。能量密度在240瓦時/公斤這樣一個能量密度水平，包括雙極耳，包括單極耳，目前大部分車廠的應用都在使用這款電池，來滿足續航里程在300到400公里左右這樣的續航里程，系統的能量密度可以從120瓦時/公斤上升到180瓦時/公斤。目前，根據整車的要求，以及電池包的要求，能量密度會有些變化。再就是為了符合中國政府對能量密度的要求和補貼的掛鉤，孚能根據車廠的要求，在不斷調整系統的能量密度，在140-180瓦時/公斤之間來進行調節。
這是大概的循環壽命的一些情況，我稍微說一下，這是我們的量產電池的情況。目前三元電池循環情況非常不錯，非常成熟了，主要是以三元111、523、622為基礎做的目前這個產品，主要是石墨、電解液也是通常的電解液，都有一些其他的添加劑在里面。這個電池可以調節成符合各種車輛的需求，有的車輛需要低溫好一點，有的車輛需要動力好一點，有的車輛需要續航里程好一點，這個需求完全不一樣的情況下，孚能會根據客戶的需求，來對電池進行微調，來滿足整車廠不同工況的要求。
這款電池從能量密度方面，相當于循環壽命方面，從低溫方面，從動力方面，從充電速度方面，都是一個比較好的結合。目前也是主流應用于我國各種乘用車上，包括A0級車，從轎車到SUV等等方面，這是目前孚能正在量產的電池基本的情況。
安全性能，這個電池也是非常不錯。尤其大家比較關注的針刺，這個電池的針刺可以通過過去的老國標，軟包電池有安全性能方面有一個很大的難點，就是過充，這個跟方型電池不太一樣，方型電池可以通過機械的手段通過過充測試，但是針刺有很多麻煩。對軟包電池來說很難加上這些裝置，所以過充將是一個難點。在過充方面我們做了大量工作，另外一個難點，對所有電池來說就是針刺。孚能通過長期的研究，確實把電池的針刺控制在可控的范圍之內。能夠滿足客戶和我們國家的標準，這是我們目前量產電池的情況，不詳細介紹了。
另外一點，我們準備在2019年量產，供應國內外客戶的這一代電池情況，現在電池大約能量密度在300瓦時/公斤，孚能也是到目前為止，已經進行了將近7年的研發，從材料的選擇、材料的開發到實驗室電池的設計，從2016年開始進入產業化階段的開發，目前已經進入到成熟階段，進入到量產階段。這個電池將為下一代的新能源汽車無論是國內還是國外做配套，大家可能會在新的一代車型當中看到這款電池。
講到這個電池的能量密度，對量產能量密度大家都比較熟悉了，基本上都是以石墨為基礎，以三元材料或者鎳鈷鋰材料為主，我從1996年以來一直從事鋰電池的開發，我那時候從事開發遇到的問題，跟現在是一樣的。就是如何提高能量密度，如何改善安全，如何降低成本，如何解決充電速度。現在這個課題也是一模一樣的，只不過能量密度已經達到了將近240瓦時/公斤了。過去20多年，從1990年開始一直到現在2018年，我們做了很多的工作，都是跟物理工作有關系，無外乎相當于我們的電池材料越做越好，能量密度提高，有材料方面的提高，向111、532、622、811的提高，另外一種方式，電壓的提高，從過去最早的我們投產4.1伏的電池變成4.2伏、4.3伏、4.4伏，從粘結劑10%，現在基本減少了1%、2%，這么多年大家都在做這個工作，大家在不斷努力，不斷提高，從過去18650 1.25安時電池現在發展到3.5安時的電池，孚能對下一代電池的發展也是這樣一個途徑。目前我們覺得300瓦時/公斤這樣一個電池可能對石墨系統，對目前的三元系統來說，就是一個最高的瓶頸。目前來說我們還沒有突破，目前這代電池整個的趨勢和2020到2021年量產，無論是國外國內客戶，大家都認為這代電池已經是公認的下一代汽車使用的電池。這代電池可能會使用到2025年甚至更長一段時間，這代電池我們依據石墨，依據現有的三元體系，高的三元體系，能夠做到目前最高的一個能量密度，確保循環安全，充電速度、成本等等方面的需求。這里包括很多方面的改進，也包括大家知道的導電劑、添加劑、電解液、銅箔、鋁箔、材料的改進，包括單晶等等，大家所想到的基本上都做到了。
下面介紹300瓦時/公斤電池的一些性能，目前這款電池已經進入到產業化階段，很快就會大規模量產，為整車廠進行配套。這款電池是大約在290瓦時/公斤到300瓦時/公斤，根據客戶的需求。這款電池目前從循環壽命方面與我們當前開發產業化的240瓦時/公斤的電池區別不是特別大，充放電的情況下，目前循環可以達到90%這樣一個容量的保持率。低溫性能各方面也是非常不錯，這個也是軟包電池，孚能只生產軟包電池。
這個給了電池倍率的情況，還有從0.27放電到3放電，這么高的能量密度，但是倍率也是非常不錯。除了循環壽命之外，倍率低溫以及循環壽命，倍率都是能夠滿足目前整車廠的要求，同我們現有量產的電池區別都是不大。安全也很好，這個不講了。
這是孚能現在在研的項目，這個項目從2007年開始做了一些研究，進入到電池設計大約從2015年開始，計劃這個項目在2019年要結束，進入到產業化開發階段。這是屬于最早初期產品的開發，都在問我們下一代鋰電池哪個方向發展，哪個最實際，哪個可能成為2025年整車廠用的產品，孚能更關心這個問題。我們的目標就是400瓦時/公斤的電池，我們做了一些對比，大家看到前面這張圖，負極材料以及正極材料的選擇，在這個設計范圍之內，我們大概的能量密度達到多少，孚能提出的目標就是400瓦時/公斤這樣一個目標。可以選擇的材料，我們做了大量的研究，最早從2005年開始研究硅碳材料還有銅材料等等一系列材料，到2015年之后我們集中力量在硅碳材料，在高鎳材料上。我們看到黃線，隨著碳材料能量密度的增高，從開始加大硅碳比例，一直到純硅碳往上走，對現有高比能量的高鎳材料來說，可能我們這個極限最高的能量密度到450瓦時/公斤左右。目前孚能聚焦在400瓦時/公斤，我們也做了大量的在正極材料方面的工作，大量在負極材料方面的工作，這里選擇有硅碳、硅合金、氧化硅、硅納米、高鎳、富鎳材料，做了大量工作。這個是我們的一些結果，對于整個測試，時間有限，對詳細結果就不去討論了。大家看到的下面這張圖，這是我們目前進展的結果。400瓦時/公斤的電池目前我們在實驗室中試階段，我們可以做到大約700、800次循環，有80%的能量密度，循環壽命，但是這個產品離產業化還很遙遠，尤其是硅碳材料，我們對這個材料在整個循環生命過程中的變化還不是很放心。至于它的安全性能各方面在循環過程中的一些結果的變化，我們還沒有把握。孚能預計這個產品的量化產業化可能會在2025年左右。我希望通過未來3-7年的時間，我們能夠對這個材料有充分的掌握。確保2025年能夠為整車廠提供400瓦時/公斤這樣的量化產品，使我們整個新能源汽車的續航里程再有一個突破發展，升到600-800公里，成本下降一半，體積減少一半。這就是我們的一些目標。
最后，我做一個總結。大家比較關心我們未來整個新能源汽車發展究竟是什么推動，對廠家來說，跟吳院士大學研究院研究不太一樣，對我們來說產品開發的路線是受客戶和政府的影響是比較大的。在中國主要是受中國政府及補貼政策的影響，能量密度是我們主要提升的方向。但是對國外客戶來說能量密度是他們一個很重要的要求，但是不是唯一的要求。另外他們還要求充電的時間，還有成本，再一個，選擇的更多，他會把混動、插電、微混作為他們選擇的方向。他們這些所有選擇的方向主要還是要滿足國外對CO2方面的要求，目前孚能開發的所有技術，力爭于滿足無論是中國還是美國還是歐洲這些車廠對電池的需求。
我的介紹就到此為止。謝謝大家！
（根據嘉賓現場演講整理，未經本人審閱）
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