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比亞迪鋰電事業(yè)部副總裁沈晞:磷酸鐵鋰/三元材料兩種
來源:NE時代   編輯:陳艷如  2018-09-05 14:06:10 字號   打印  收藏

2018年8月29日,AWC 2018新能源材料及關鍵元器件技術大會落幕。 比亞迪鋰電事業(yè)部副總裁沈晞論述了動力電池發(fā)展趨勢。

以下為發(fā)言實錄:

我今天主要想談兩個主題,希望能對產業(yè)有提醒的作用。

第一,材料選擇的問題,大家知道我們現(xiàn)在有兩種材料,三元材料和磷酸鐵鋰,我們怎么樣做選擇?2018年三元首次超過磷酸鐵鋰的市場份額,這是什么樣的原因?大家可能比較清楚,跟國家的補貼政策有非常大的關系,這幾年無論是單體能量密度的提升或是電池整包的能量密度提升,增速都遠遠超過2016年、2017年之前。是不是符合科學的規(guī)律或是能促進行業(yè)發(fā)展,大家可以做一些獨立思考。中國容易有一些從眾的心態(tài),希望大家針對某個產業(yè)、某個技術有獨立思考的心態(tài)和習慣。

這個觀點以前講過,磷酸鐵鋰和三元的對比,怎么選擇?一年后、兩年后、五年后我們怎么選擇?以前說過,對于做電池的來說,在這樣一個時代是幸運的也是不幸的,可以說現(xiàn)在處在最好的時代也可以說處在最壞、最黑暗的時代。為什么說最好呢?看國家的政策、全球的趨勢,這都是全力助推新能源汽車尤其是電動汽車的發(fā)展,這是大勢所趨,這是明顯的信號,這是好的方面。

差的方面,對于電池、電池技術來說,十年甚至往前推二十年,沒有本質的、突破性的進步,我待會兒會講?,F(xiàn)在大家在用什么?變來變去,和二十年前一樣,三元的材料,當然我不否認三元材料本質有了非常大的變化,可能跟二十年前的材料、性能各種特性,循環(huán)、壽命、使用特性完全不一樣,畢竟還是一個三元材料,它突破不了能量密度的極限。

從111、523、622、65、80、85、92上來,能到多少?最高的超過220Wh/kg的很少吧,富鋰錳基有多少人在用,現(xiàn)在處在很悲哀的時代,沒有辦法,在挖潛力,在犄角旮旯找這些東西。材料本質方面缺少關鍵的突破,這是我們的悲哀。

回到主題,目前大家用的是三元材料,鈷的價格對于電池有什么影響?大家知道未來市場化的趨勢,無論是新能源汽車或是電池的產品,必須要有正確的盈利模式才能生存下去,所以我們思考車的方面、電池的方面都需要有盈利模式,首先一個問題是成本,成本低,哪怕低1分/Wh都是一種優(yōu)勢。

這是鈷用量的關系,現(xiàn)在大家看到鈷的價格可能是隨著供求管理變化比較大,有固定40%將近一半是用在特殊領域,一些合金和電池沒關的領域,年開采量也是有限的,2019年之后,供求關系會發(fā)生一些明顯的變化,鈷可能會更缺,最近鈷的價格有下行,相信這不是長期的趨勢,這樣的情況下,2019年或是2020年之后供求關系變化會導致鈷的量會短缺、價格上升,我們拿一款電池做了計算,每個材料的瓦時,523、622、811,用多少鈷、多少鎳,輔料怎么變化,計算的過程比較復雜,我不詳細的解釋,鈷價對三元電池的影響是非常大的,鈷含量越高,影響越大,523遠遠高于811。

目前480元/kg到500元/kg的價格區(qū)間,大家可以看到我們用622的成本比811要高將近0.1元/Wh。811的成本鈷含量下來了,依然比磷酸鐵鋰高三、四分,這對我們的選擇有非常大的促進作用。

為什么用811,這些都不成熟,為什么大家要用?選擇811的驅動力在于成本,以及電池能量密度高一些、成本低。從這個趨勢可以想到,為什么我們磷酸鐵鋰沒有被放棄掉,而且我們認為是以后也不會被放棄掉。

這是鈷價,這是鎳價,鈷價我們估算了一下,大概到25元/kg的時候811才能低于磷酸鐵鋰。同樣對于鎳,我們算出來鎳要在45元/kg以下811才能低于磷酸鐵鋰。大家可以知道鎳現(xiàn)在是多少錢,將近100元/kg。這還是有很大的差異,鈷和鎳兩個趨勢來看,622、523處于大的劣勢,和811比起來,磷酸鐵鋰也是具有相當?shù)某杀緝?yōu)勢,對A0級、A00級車成本是最關鍵的,為什么要選擇?我們要以數(shù)據(jù)分析說話,而不是以個人的喜好說話,也不是看國家的政策,要看市場。

鋰價,簡單的說,鋰價上升對NCM 622、523的影響比磷酸鐵鋰要大,幾個主要的元素材料方面結合下來,磷酸鐵鋰在未來的成本預期是可控的,而622、523相信必然會被高鎳取代,主要技術能解決,一步一步走肯定會被取代。811由于有能量密度的優(yōu)勢,將來會跟磷酸鐵鋰并存,但是很難說根本性的取代,因為有相當大的價格差異,如果鈷價到了80元/kg會是什么樣的情況。大家根據(jù)這個數(shù)據(jù)可以想到為什么我們一直說兩種體系不會取代只會相互競爭、相互共存。

這個觀點我以前也提過,補貼時代和后補貼時代的趨勢是不同的,現(xiàn)在大家在推進260Wh/Kg的NCM體系811,高鎳的體系在往里面進,將來后補貼時代,2020年之后磷酸鐵鋰能做到200Wh/Kg可以繼續(xù)下去,而且會強勢的回歸,這個比例出現(xiàn)轉折我一點都不會奇怪。希望大家做一些思考,因為一些材料、一些選擇對于行業(yè)來說是很重要的,而且有一些觀點也蠻唬人的,260Wh/Kg的Pack能量密度2020年到底能不能達成?有樂觀的、有悲觀的,總體情況我們來看路線的選擇就很重要,我覺得260Wh/Kg并不一定是非常樂觀的現(xiàn)象,要保證這里面不出其他的問題,歸根到底,我們現(xiàn)在想要做高,想要成倍的提升能量密度,當然我們缺乏材料方面的堅實基礎,我們說的只是一些工程的創(chuàng)新。

為什么是相對比較悲哀的時代?我們要在這里面找到一個方向,找到適合這個行業(yè)的盈利模式,這是我的觀點,這兩種材料路線會并存,而且會在相當長的時間內,五年之內我覺得不會被取代。

第二,大家比較關注的,剛剛李經理也講過,方形還是軟包?本來我想從四個緯度來看,最后我把安全和可靠性刪掉了,很容易產生一些誤會,大家各有各的數(shù)據(jù),講一些大家有直觀的印象:

1、質量比能量GED。我們先看Cell的質量比能量是怎么算的,我們知道軟包有一個電池是15毫米,通常是12毫米、9毫米。我沒有見過15毫米以上的軟包,15毫米以上的軟包電池可以推薦給我看一下。同樣15毫米的時候,對于Cell來說,軟包的優(yōu)勢是非常大的,大概在20%,這是業(yè)內有共同的認識。右邊是他們的差別,鋁塑膜、蓋板、殼子,主要是零部件方面的差異造成能量密度差異,材料體系本質的特征方面,方形和軟包是沒有差異的,這是一個問題。軟包電池薄的需要做并聯(lián),一旦做并聯(lián),我們知道方形VDA是45毫米,如果做三個軟包并聯(lián),相當于三個15毫米并聯(lián),正好是45毫米。三個并聯(lián),把它中間的一些結構部分加進去,立馬優(yōu)勢變小了,能量密度優(yōu)勢是10%,剛才是20%,這個也很容易理解,每個軟包都要封一次,這是顯而易見的問題。

剛才是Cell方面,我們再看模組方面,軟包模組設計和方形模組設計完全不一樣,軟包是幾個并聯(lián)電池之間可能做一個殼,也有可能不做,如果要固定起來還要有一些結構件,設計的方式也完全不一樣,方形電池構成的模組和軟包構成的模組會產生很大的差異。

到現(xiàn)在模組的層級只有1.4%的能量密度優(yōu)勢,到45毫米厚的,方形的能量密度反而占優(yōu)了,Pack層級兩個基本上打平了,15毫米的基本上打平,對于厚的,顯著的方形占優(yōu)勢,12%。Cell方面質量比能量,Cell軟包有優(yōu)勢,厚的優(yōu)勢小一點,薄的優(yōu)勢更大,最高可以到20%。到模組、Pack逐漸被拉平,Pack方形的電池做成Pack實現(xiàn)反超,軟包電池做出來的Pack能量密度并不一定高,這通常是大家不太想得透的地方。

2,體積比能量,我們分開講,思路邏輯是一樣的,體積方面由于一些結構設計的不同,體積方面對于Cell來說有10%的優(yōu)勢,同樣考慮到軟包膜的合適,45毫米只有4.3%的優(yōu)勢。對于模組開始出現(xiàn)同樣的事情,就是反轉,到下面45毫米的時候反而對于方形模組有6.6%的優(yōu)勢,上面對于15毫米在模組階段也打平了。大家知道車上面用的電池對體積和重量有講究,有的時候體積可能更為重要,這也是我們需要認真考量的因素。

Pack級別大家可以看到,無論是厚的還是薄的都實現(xiàn)了反轉,做成Pack在體積比能量方面也是方形占優(yōu)勢,對于45毫米的這種來說會有近10%的優(yōu)勢,這是體積比能量方面。

3,成本。成本方面我們也看一下,Cell先看左邊的是BOM原材料的成本,右邊是制造成本,假設方形是百分之百,原材料刨除一些結構件,對于薄的電池是10%的成本,厚的電芯,左下這張圖,基本上拉平。

大家知道方形和軟包的制造工藝有比較大的不同,對于15毫米來說,軟包的生產工藝相對簡單一點,制造成本15毫米也有超過10%的優(yōu)勢,但是對于45毫米來說,我們認為從計算的結果得出軟包會更貴,三個在一起去對方形的一個,這就出現(xiàn)問題了,出現(xiàn)同樣的反轉。我不多解釋15毫米做Pack,制造成本軟包都會上來,不要說用厚的,厚的綜合下來成本,軟包比方形高10%。

4,可回收部分,有的方形回收價值更高一些。從剛剛說的幾個綜合來看,無論從能量密度、成本,Cell方面軟包有一些優(yōu)勢,如果組成電池包來看,模組還是能量密度,軟包有將近10%的劣勢,這是我們?yōu)槭裁匆恢币苑叫螢橹鞯脑颍斎贿€有一些很多的原因,可靠性、安全、密封等方面,時間的關系來不及展開講,下次有機會再討論。我們?yōu)槭裁匆x擇方型的電池作為我們的主流?大家可能會有不同的觀點,希望大家交流。我就講到這兒,謝謝大家。

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