【EV视界报道】9月7日，在2022第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上，合肥国轩高科动力能源有限公司工程研究总院副院长徐兴无表示，为什么要提供应链安全？因为新能源汽车现在的发展趋势可以说是突飞猛进。作为动力电池的生产厂家，市场是供不应求，但是最大的困惑是原材料，原材料涨价不说，还买不到。

我们今年的销售目标要比去年翻了三番，如果不是受制于原材料的瓶颈是没有悬念的，但是原材料始终是造成我们产能不足的制约，况且价格也涨了很多。在这样的形势下，怎么保证行业健康发展，供应链安全就是非常重要的。

各位专家，各位领导，各位来宾，大家下午好！很高兴有机会在这里跟大家分享关于锂离子的研发现状和发展趋势以及供应链安全的话题。

为什么要提供应链安全？因为新能源汽车现在的发展趋势可以说是突飞猛进。作为动力电池的生产厂家，市场是供不应求，但是最大的困惑是原材料，原材料涨价不说，还买不到。我们今年的销售目标要比去年翻了三番，如果不是受制于原材料的瓶颈是没有悬念的，但是原材料始终是造成我们产能不足的制约，况且价格也涨了很多。在这样的形势下，怎么保证行业健康发展，供应链安全就是非常重要的。

下一步到底怎么走？是什么样的技术路线？和原材料有什么关系？这都是大家共同关心的问题，所以今天我演讲的就是这几个部分，关于磷酸铁锂和刚才讲的磷酸锰铁锂、固态电池以及更高能量密度的电池。

先从节能与新能源汽车技术路线图2.0谈起，这是在2020年底，10月份发布了这样一个技术路线图，在座的黄老师、肖老师，我们也花了很长时间。从能量密度的要求，原来是350、400、500Wh/kg，2020年、2025年、2030年。2.0版本是2025年到350，2030年到400，2035年到500Wh/kg量产。增加了一个叫普及型，当时说叫磷酸铁锂，事实上不仅仅是磷酸铁锂，包括磷酸锰铁锂或者锰锡的复合，更低成本和安全，到2035年要冲300Wh/kg，这是总体的一个技术路线。

怎么实现这样一个技术路线呢？一般来说，我们说高端型的，我们要达到300Wh/kg，现在科技部的重大专项四个单位基本上也达到了。采取的技术路线，总体来说是高镍三元加上硅碳负极，最后用高电压的单晶，没有硅碳负极也能做到。到400Wh/kg，这个就有点难度了，一般来说要用更高的富锂正极加上硅碳负极或者金属锂负极，这中间将近400Wh/kg，有350~360Wh/kg，用的是高镍三元加硅负极这样一个半固态电池。

今年的《十四五国家重点研发项目》提出400Wh/kg的固液混合的半固态电池，也要做到400Wh/kg，循环是1500周，这个要求还是很高。再往上要达到500Wh/kg，就要用燃料电池，现在燃料电池还有一定的争议，下一代就是锂硫或者锂空气电池，这么一个基本的路线。

现在我们正在准备报“十四五”国家重点研发项目，都在陆陆续续进行答辩。这里面也用到了这样一个技术的路线，有几个方面，一个方面就是新体系，新体系电池的要求比容量，每克毫安时或者每公斤安时大于350Ah/kg，这是富锂锰的氧化物正极材料，负极都是硅/碳材料，这个要求还是蛮高的。

我们提出半固态电池或者是固液混合的，这里面有固态电解质，是包覆也好，涂覆也好，不全是固态，因为全固态界面问题很难解决，这个解决界面问题和导电的问题，加点儿电解液，这样可以做到400Wh/kg，循环条件是大于1500次，这个挑战非常大。

还有一个就是无钴的，为什么要做无钴的，和今天的主题就有关系了。我刚才讲了，动力电池发展非常非常快，新能源汽车发展非常快，预计到2025年中国要超过1000万辆，全球可能要到将近2000万辆，这样的话，材料就是一个大问题。我们算了一下如果按照这样一个趋势，全球的钴用在新能源汽车上面，再加上其他的用处，差不多可能30年就消耗殆尽了，不是价格的问题，而是可能买不到了。所以把无钴这样一个话题作为国家研发的引导，这中间有几个技术路线，有的是刚才黄老师说的镍锰酸锂，还有一种是磷酸盐系的，比如说磷酸铁锂，也要做到240Wh/kg。一个是能量密度，还有一个是要适合梯次利用，因为也牵涉到资源问题，大量的电池最后总是要退役的，退役以后怎么办？社会问题、资源问题，矿产资源不够了，要在里面提锂、钴等等，在设计的时候就要考虑它的梯次利用，新结构的电池，这是这个项目的主要要求。

这是我算了一下全球钴的资源，这个消耗量非常惊人，算这个账的话，以后这个钴的资源根本支撑不了这个行业，所以这是关于无钴电池的一个基本的思想。

关于磷酸铁锂这一块，当时是做低成本普及型的，我们负责起草的，当时提的是在2025年达到230Wh/kg，2030年的时候达到260Wh/kg，这样一个技术路线，当然后面有一些修改。

磷酸铁锂到底是不是有天花板，怎么能够提升它的能量密度？我们的体会，事实上还是有很大的空间。因为磷酸铁锂材料的克容量是170mAh/g，我们现在已经做到152 mAh/g，压实密度现在可以做到2.5，这样一个材料的改进。同时，预锂化技术，再循环过程中不断补锂，我刚才讲的152mAh/g一定要补锂的，不然上不去。

另外，今年科技大会上已经宣布210Wh/kg的磷酸铁锂，这个电池的公告已经上过了。这是整车的，我们叫磊石换电技术，是标准的电池。

210Wh/kg的磷酸铁锂电池的技术在8月27日世界新能源汽车大会上获得一个创新技术奖。

关于磷酸锰铁锂电池现在炒得比较火，锰者猛也，大家都在炒这个技术，但是有一个基础，最大的特点，电压高是优点，它基本上是一个绝缘体，日本的索尼公司算过，一般的磷酸铁锂材料的禁带宽度大概是0.3eV，是一个半导体，但是磷酸锰铁锂是2eV，基本上是一个绝缘体，这个很麻烦，因为它不导电。怎么办呢？纳米化。因为你不纳米化的话，这个导电网络形成不了，所以就纳米化。但是一旦纳米化问题就来了，合浆都不好合，涂布也不好涂，单独用它做磷酸锰铁锂电池是很难的，要解决很多的问题。我们在2013年也在做，并在2014年拿到一个产品认证书。

关于固液电池，要把固态电解质和正极材料和隔膜放在一起，加上电解液，这是基本思路。还有半固态，把电解液变成一种凝胶，这也是一种思路。这是功能离子膜，原来和陶瓷复合的，现在和电解质复合，这是我们的设备。

这是针刺的照片，针刺测试是可以过的，也可以通过150℃的热箱测试，一般来说是很难的。我们在一个高端车上，可以跑1000公里，我们的半固态电池给它160度电，它的车比较重。

关于富锰锂，它有很大的优点，北大的夏定国老师可以做到400mAh/g，但是有一个电压衰减的问题，在循环过程中失氧，目前还没有更好的办法，我记得要求是循环600周，但是挑战还是比较大。下一步要做到500Wh/kg的目标，用的是锂空气电池，左边是金属锂，另一边是用氧气或者空气进行反应，反应以后形成过氧化锂，这个过氧化锂会形成大的颗粒。这个问题比较麻烦，就是可以做到500Wh/kg有两个大的难题，第一个难题就是金属锂的粉化问题；这个问题没有解决，因为固态电池一个最大的挑战就是金属锂的粉化。第二个，这个过氧化锂又形成一个大的团，这个团又会影响它的循环。这两个问题加在一起，这是锂空气电池的一个比较大的难题。