第一是希望锂电产业能够回到重视基本商业逻辑，重视各自环节上的利润和社会收益的状态。第二是希望全产业链要有全方位的健康发展。

本文为NE时代和同科芯能于十月16-十七日联合主办的"2019中日韩下一代新能源汽车电池技术大会"演讲嘉宾的现场实录。

演讲人：沈晞原比亚迪锂电事业部副总

演讲主题：锂离子电池技术和行业发展的若干趋势

大家下午好，今天我还是想来讲一些稍微偏宏观一点的东西，也会涉及到跟电池安全和一些其他趋势相关的东西，我的PPT不会写太多字，希望尽量能够给大家分享清楚我的一些观点和看法。

首先我们今天这个报告的主题重要是想从两个关键词入手，从决定性的因素和最终的发展趋势，想做一些对业内的总结和提醒。

这里简单回顾一下，我们锂电其实已经发展了近三十年了，而且前段时间正好三位锂电科学家拿了诺贝尔化学奖。在三十年中间我们可以大致以十年为一个区间分成三个阶段，第一个阶段肯定是日本的时代，大家了解那时候日本是作为一个先行者在锂电行业引导了整个电池的工业化、商业化的发展。第二个十年我们中日韩三方开始在进行一些竞逐，在不同的阶段有不同的人在发力，这个阶段我国本身是处于一个积蓄力量的阶段。到第三个十年主角应该是在我国，基于国家产业政策的变化和调整，以及他带来的一个正向的推动的用途，包括我们国家全产业链的一个飞速的发展，这样的话给无论从装备、材料，以及到包括电池的设计制造等等方面都给予了一个非常大的助力，所以这个时代是我国占有一些优势。

接下来未来的十年，大家了解会有很多的问题出现，未来的十年我们应该怎么样去做，或者未来的十年会有一些什么样的特点，这个也是我们都很困惑的事情。虽然我一直在这个行业内，但是还是会有很多的搞不清楚的东西，至少有两个问题我认为是必须要解决的。

第一是希望锂电产业能够回到重视基本商业逻辑，重视各自环节上的利润和社会收益的状态。第二是希望全产业链要有全方位的健康发展。以我个人的经历来看，现在产业链的许多环节其实并不是处在一种非常健康的经营状态，我希望下一个十年这种状况会发生一些好的转变。

我们刚刚说下一个十年会碰到很大的挑战，直接跟电池的相关的就是对电动汽车的挑战，目前大家对电动汽车还是有很大的疑虑。典型的看法例如里程焦虑，价格不够低，电动汽车很多极端条件下也不能用。比如说一些东北的朋友觉得电动汽车不好用，一到冬天开不了。电动汽车充电时间很长，不能像加油那么快，基础设施也不足，充电桩数量不够。这都是大家比较比较困惑比较焦虑的地方。旧车的残值难以界定，到二手车市场交易不值钱，对很多用户也有很大影响。还有很多专家质疑电动汽车看起来是清洁能源，但是从所有零部件包括电动汽车本身的制造及生命全周期来看，能耗和碳排放并不一定有很大的环保优势。

这些看法有些是没有充分的验证和数据，有一些确实是方向性上的问题，所以我们就会碰到很多的困惑。我们应该采用一种什么样的思考方法、怎么去破局这是我们要面对的挑战。我们怎么做未来的电动汽车，我们想从什么方面入手?这个问题很大，这里也只能提一些个人的观点。

第一，电动汽车之所以现在没有对燃油车造成一个根本性的冲击，是因为没有体现出一些颠覆性的使用体验。因为这个时代其实已经从功能性消费的时代，转到体验型消费时代。这样的大环境背景下，假如没有一个很颠覆性的体验，大家不会愿意去花更多的钱去购置电动汽车。

第二，燃油车和电动汽车既然都是车，就必然要考虑价格的问题。电动汽车假如价格继续偏高，市场的吸引力就会不够。

因此我们应该创造出颠覆性的体验，能够把电动汽车和所应用的场景去做很好的匹配，而不是片面地追求一些技术指标。电动汽车要具有足够的价格吸引力，并通过大量实际数据的积累，体现出电动汽车环保方面的优势。

那么对应到电动汽车的核心零部件和动力源泉，锂电怎么去做?锂电也要有很多明确的应对措施。首先要去消除电池可靠性和安全性带来的一些疑虑。其次要追求电池性能的平衡，不要去偏向某一方面，实际从用户的真正实际需求出发。第三要把成本继续做低，终究大家是回到成本的方面去考虑一个公司的利润和价值。我们估算假如和燃油车有基本上同等的价格竞争力，电池方面大概要达到六毛钱一瓦时的水平。第四要力求实现绿色的全过程，包括从绿色设计、绿色制造，到绿色回收。有些东西在设计端不体现出来，到后面再做已经没有用了。在日益重视环保的局面下这也是有关成本的。

我们再来看看什么是决定以后锂电发展的决定性因素。影响因素里面有“快”有“慢”。有的用途时间很长，会在很长的时间内都发生影响和用途，从历史的尺度上累积效应也很大。就是说里单看某一个时间段内影响可能不是很大，但是放到五年、十年的时间长度来看会出现一个非常大的影响。通过找到一些比较大、用途时间比较长的影响因素，我们就可以了解这个产业究竟是在发展还是在停滞，在朝哪一方面发展。就可以找到定力。有了定力我们才能更好的做事情。

我们看一下对锂电发展用途时间比较长的影响因素，这里列了几个例子。比如说产业的融合、技术创新、市场化导向、社会分工和将来的人工智能化，比较“快”的影响因素也有。比如说现在的产业补贴政策只能在一定的时间内发生用途，一退坡大家就很紧张。包括一些大额的订单，原材料如钴的价格变化等等，它们发生用途的时间比较短，短时间内的用途效果可能是非常显著的，但是长时间维度下不能过分的依赖它的用途。

在很多个影响因素里面我们想重点的谈一下技术创新的影响。我们了解我国的技术创新开始是“穷人的创新”，即局部创新、流程创新和基于后发优势的创新。我国锂电发展前二十年有很多此类的创新，确实是收到了不错的效果。比如说早年我国的三元、锂锰的布局不是很充分，磷酸铁锂的出现使得我们可以很快的赶上，可以很快的积累优势。但现在的局面和二十年前的局面不相同了。

现在我国整个社会的物质方面比以前充裕了很多，现在是一个比较丰裕的社会。这样包括消费习惯，包括人们的心理因素都会发生一些变化。这个时候技术创新也同样会发生一些变化。未来的这个十年，在我国的角度上，技术创新还会有一些特殊的优势。

一个是工程师的红利。大家了解我们我国有很多数量非常巨大的受过高等教育的人才，可以形成一个很大的力量。可以不断地去高效的试错。现在电动汽车的整个产业，有很多东西都是新的，很多还在摸索中进行，很多都是试错的工作，工程师越多，试错的速度越快，技术迭代得越快，这是我们技术创新的一个显著优势。

还有我们的市场很大，大市场下面可以有很多种方向的技术创新出现，有些很小的局部也可以演变成一个比较大的机会，所以这也是我国目前的优势。

但是怎么把这两个优势用好，还是有很多挑战。比如说上面说到工程师多，试错就快，技术迭代就快。但是假如以后AI充分发展，例如高通量实验平台的技术，成熟应用得很广泛，这个方面我们就会受到很大的挑战。

技术创新其实最重要的是与应用场景的匹配。有些时候不是说一定要追求一个看起来非常高大上的，非常顶端的技术。有些时候顶端的技术并不能够直接的转化成很好的商业利润，不能转化成一个特定产业的良好发展。我们要找到最合适的，对我们电动汽车产业、动力锂离子电池产业最为匹配的技术。

例如磷酸铁锂离子电池在电动叉车上的使用，是基于应用的一些典型特点。比如说对能量密度的不敏感，成本导向的敏感，有关快速充电和低温的要求，有关循环寿命的要求。这样的话磷酸铁锂这个技术方法对电动叉车来说就是比较合适的。数据也证明在电动叉车的电池中，磷酸铁锂离子电池确实是占了非常大的市场比例，也取得了非常好的效果。为何不是三元电池，为何也不是其他的电化学体系，是因为与市场比较匹配。

大家了解电池的热管理是从自然冷却到风冷，再到液冷这样一步步慢慢发展起来的。那么现在是不是所有的应用场景都用液冷比较好?我们还是要分应用场景。比如说我们营运性的电动汽车，为了控制热量积累的问题，目前基本都是用液冷。但有关集装箱式储能电池的系统，由于一些条件的限制，多数还只能用风冷。再看现在逐步开始替换的5G基站的电池，风冷可能都做不到，只能靠自然冷却。而且要更好地设计自然冷却的热管理系统以达到更好的冷却效果。技术与应用场景的匹配是非常重要的，有时候决定一个技术的生死，有时候决定一个产品的生死。

技术创新还有一个特点，最近经常提到核心技术和应用技术。其实大家想想，从过去二十年来看。其实推动锂电发展的绝大多数都不是核心技术，而是一些应用技术。比如说正负极压实密度的提升、导电剂粘结剂的减少、铝壳变薄、隔膜集流体厚度的减少、托盘及固定结构的轻量化、提高电池包的填充比等等，这些都是应用技术。应用技术同样要花费大量的时间做到精细化，体现出它的价值，这样的话也能够对整个产品做出很明显的提升。

反倒是有一些看起来比较核心的技术，包括一些高镍材料，硅负极等，现在真正在车上用起来还是碰到这样那样的问题，还不是那么顺利。所以我们在选择的时候，一定要重视核心技术，但是绝对不能忽视应用型的技术。像在汽车工业中发展过程中间也有一些例子，美国二十世纪初期流水线的出现，有可能比那时候的发动机技术更为重要。因为那时候先进的发动机技术更多地集中在欧洲，但却是福特通用首先把汽车的大规模化生产做起来的。所以有的时候，这些看起来不起眼的技术迭代和改进是非常有必要而且非常重要的。

下面我们看看核心技术选择的问题。这个其实昨天下午我们也讨论了很多，右边是一些大家都迫切期望使用的技术，如全固态电池，锂金属负极，硅负极等。但是当前我们也碰到了很多的问题，比如说硅负极真正在方形电池里面用的确实还很少，而且高温寿命和储存方面还没有一家公司能够解决得很好。技术选择有很多道路，从什么思路考虑、采用什么道路其实是一个很大的挑战，选错方向一定要走很多的弯路。相有关右边的这些技术，目前我更看重左边的技术，比如高电压材料体系，其他成分的高镍材料，不限于现在的三元或者四元材料。高镍体系里面有很多通用性的结论是将近二十年前做出来的，这二十年内实验技术，包括一些检测的技术进步了太多，这里面真正的细化做很多实验的话，可以发现很多新的东西。遗憾的是现在依旧借用了很多以前的想法和看法，并没有做很多的进一步的探索。再比如说离子液体的技术，要花很多的人力物力做很多的筛选，我们寄希望高通量实验平台的技术帮我们提高这个效率，以前做几十种，几百种，后面能不能做的更多。

还有新旧融合的问题。很多技术都不是一个突然出现的全新的颠覆性的东西，很多都是迭代。包括我们看这些正极材料，其实在2000年左右很多的正极材料、负极材料、隔膜都出现了，例如耐高温的PET的隔膜，现在这种耐高温的隔膜又重新焕发出一些活力。比亚迪2002年就做叠片结构的动力锂离子电池，后来因为成本的问题转到卷绕结构，到现在整个行业又变得更加重视叠片的结构。这跟应用的场景有关系。应用场景的变化也会导致材料选择上的变化，比如天然石墨和人造石墨。天然石墨有很多的优点也有很多的缺点，膨胀大一些，成膜的消耗也大一些，但是离子电导率好一些。人造石墨基本上有一些相对应的特点，膨胀小高温寿命比较好，相有关低温下的阻抗就要大一些。从石墨的历史销售数据可以看到实现两个反转，在2010年到2014年五年间，天然石墨石占到重要的份额，完全就是基于应用场景选择的问题。当时锂电的成本压力是非常大的，面对着从几块钱每瓦时降到一块钱或者更低的要求，所以选择天然石墨是比较合适的，因为那时候确实比人造石墨便宜很多。而且那时候电池普遍热管理系统不健全，没有加热的功能，没有加热的功能就希望这个电池高低温性能更均衡一些，用天然石墨可能比人造石墨更加适合。20那时市场上大部分还是磷酸铁锂离子电池，因为磷酸铁锂的膨胀问题比较小一些，正好搭配天然石墨的负极，也没有出现太多的问题。这些原因和应用的场景导致了天然石墨有一个爆发期，但是现在随着高镍电池的普遍应用，人造石墨又占了主流。膨胀是一个很大的问题，给安全或者一些性能方面带来很多的影响，这个时候继续去使用天然石墨就会碰到很大的挑战。有一些时候应用场景发生了变化，你选择的技术方向也会发生变化。

锂电发展的趋势有很多，大的趋势大家都看得见也比较清晰，如能量密度提升，安全性的提升等。而小的趋势就多种多样了。在发展的初期，必须重视大趋势。在发展的后期，小的趋势慢慢会发生一些转变，有可能变大。所以有句话叫小众才是主流。我们要善于从小趋势中找到一些未来的方向，这样才能把握住机会。比如无溶剂化的设计，比如超厚电极，比如电池型号的标准化，检测的自动化等等。

大家都了解电池的安全性能还要继续提升，安全性能的提升有很多的途径。有关热失控，基本上是经历四个阶段，热引发、热积聚、热蔓延、热破坏，这里我抽了一些关键的影响因素出来，因为要找到一些有效的对应措施。

比如说电池会碰到很多滥用，其中最头疼的是与电化学滥用和电池固有设计相关的锂枝晶的出现，热引发阶段，包括T1到T2的阶段，如何去防止锂枝晶是一个很大的课题。

下一个阶段有一个明显的热积聚的过程，温度是会逐渐上升的，由于正负极接触带来的热量有比较大的贡献，所以在热积聚的阶段我们要防止短路的发生，做一些提前的关断，或者从这个过程中间转移掉一部分热量，这都是比较有效的方法。比如说用耐高温防短路的隔膜，陶瓷涂布的技术防止短路的发生。另外提前切段，如Fuse、CID、包括产气剂的使用，提前产气、提前关断回路这个都是属于这个范畴。包括一些热量的转移，比如说做一个过充实验，在有冷却的情况下和没有冷却的情况下达到热失控点的时间是完全不相同的。

热蔓延的过程，在各种标准里面都有体现。最重要的是加强热隔离，这个方面今天听到大家讲了一些，我们还是要从构建每个电芯独立的热环境去考虑，因为在电池组成中有很多可以传递热量的途径。比如说单体电池中间的大面使用绝热材料隔开了，但这个电池有没有冷却系统，冷却系统的液冷管会不会导热?即使没有冷却系统，还有电芯间的导电连接片，导电连接片的热量传递是不是可以忽略?要做什么设计能够把其他方面可能出现的热传递尽量减少?最理想的是每个电芯处于相对独立的绝热环境中，我们可以做很多相关的设计。

热蔓延阶段之后是热破坏，其实这个方面有很多的研究途径，但是相反的对这方面的研究反而比较少。比如说防爆燃和防拉弧。电动汽车出现安全事故时，假如都是四面八方喷火燃烧，显然就是排气的途径和方向没有很好的控制。气体排出而不出现爆燃的条件要如何去控制?这是大家要更加关心的问题。电池经历高温后内部电气绝缘的失效容易出现拉弧，极高的温度会加速燃烧，加大人员逃离的难度。所以在电池包的设计上面必须充分的重视对成员舱的保护。

检测的自动化。我们现在的电芯要提高安全，不光是从设计，制造和品质控制方面也必须充分考虑。目前电芯生产线的自动化程度都很高，相反品质检测和控制的自动化程度反倒不高，检测的及时性和有效性都是问题。检测的自动化提高，对整个制造流程都会有很大的帮助。

型号的标准化。很多厂家其实是很想去做，又往往会有妥协。要达到低成本，电芯的标准化从各个环节来说都是非常重要的，包括品质控制、采购、物流、售后、设计验证等。主流的应用8种电芯应该足够覆盖需求，但是怎么去推动实现是很头痛的事情。不能强制，只能通过慢慢市场的引导，通过价格的吸引力，从被动的到主动的选择，引导客户做一些主动的选择。

以上很粗浅的分享了一下自己的看法，我们面对的挑战还是非常多，但是也是会有很多种对应的方法，我们还是应该保持着很好的信心，持续推动锂电行业的发展!