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安驰科技徐小明:双碳背景下,磷酸铁锂电池成为C位中的C位

       在近日举办的2021年第十三届中国汽车蓝皮书论坛上,安驰科技创始人、总经理徐小明带来主题演讲《我国双碳战略下的锂电/LFP产业》。

       他指出,要实现碳中和、碳达峰,不管是储能还是电动汽车,都离不开锂离子电池。“锂离子电池在我们国家实现双碳目标的国家战略中,站到了C位上。”

       而磷酸铁锂电池是C位中的C位。因为2020年国家对PACK能量密度的追求告一段落,将安全性的要求提到新的高度,磷酸铁锂的技术因为良好的稳定性、安全性以及卓越的成本优势再次站到舞台中央。

       不过,2016-2020年,磷酸铁锂的装机量基本上没有增长。徐小明认为,在这五年间,至少有80%的做磷酸铁锂动力电池的企业已经被淘汰了。

       但同时我们也可以看到,磷酸铁锂电池的价格有了急剧的下降,而能量密度得到了提升。而且,磷酸铁锂电池的装机量从2020年到2021年,装机量都在不断地增长。

       最后,徐小明介绍了安驰科技的两项创新电池技术:宽温LEP电池和水系LFP电池,前者针对磷酸铁锂电池低温适应性差的痛点,后者针对电池材料生产中溶剂有毒性的痛点。

       以下是他的演讲内容实录。

徐小明:双碳背景下,磷酸铁锂电池成为C位中的C位  ​

 

       首先感谢一下贾可博士,包括合肥市政府,让我很有幸在我的半个家乡——合肥发表演讲。

锂离子电池站到C位

       我们每次提到双碳战略,提到碳达峰、碳中和的话题,追根溯源,我们可以看到这里的两张图:文艺复兴是近现代科学的发端,倡导人文主义,解放了人的因素;启蒙运动提倡科学的思辨,科学为人谋福利。核心是因为文艺复兴,因为科学的发展,技术的发展,引发了工业革命。

       既然因为科学技术的产生引发了工业革命,工业革命之后,应该有几百年的时间,不断使用化石能源引起严重的环境污染问题,碳排放过量,从而导致温室效应。所以,我们可以说,从启蒙运动到科学技术再到工业革命,产生了碳排放过量的问题。

       这个问题到了本世纪初的时候,人们就越发意识到事态的严重,如果再不作为,整个人类的命运将会遇到极大的危机,以前采用的能源使用模式不能再继续了。《巴黎协定》2015年颁布并在2016年签署,要求各个缔约国2050年前后必须实现碳中和,这份协定的约束力怎么强调都不为过。

       现在地球上主要发达国家承诺的碳中和时间在2045年到2050年,但是因为中国是发展中国家,即便我们到2060年实现碳中和,实际上我们的人均减排比发达国家还是要少了不少。因此,中国可以比发达国家晚十来年时间实现碳中和。但是,对于中国来说,即便晚十来年,因为他们比我们早发展了一百多年,仍然是任务非常艰巨的。

徐小明:双碳背景下,磷酸铁锂电池成为C位中的C位  ​
 

       要实现碳中和,首先第一点就是我们要把二氧化碳的来源搞清楚。这里面最核心的是来源于能源活动的碳排放,它占整个碳排放的85%。能源活动分为能源生产和能源消费这两个部分。

       我们国家能源生产主要还是化石能源的生产,也就是石油、煤炭和天然气。针对能源生产的碳排放的管控要大力提倡清洁能源,但是大家也知道,因为风能和光能作为新能源,非常大的特点就是时空分布极端不均衡,而储能里面最核心的部件就是储能电池,它的成本占整个储能设备的60%到70%。

       另外就是能源的消费。能源消费里,整个交通和工业也是能源消费重要的一极。我国的车用燃油消费占石油总体消费已经达到55%。所以,限制车用燃油消费对我国实现双碳目标具有重大意义。

而这些就要求汽车电动化。作为电动汽车的核心部件的动力电池系统,占据其总成本的30%-40%。

       综合以上可以看到,我们要实现碳中和、碳达峰,不管是储能方面也好,还是电动汽车方面也好,都离不开锂离子电池。所以,锂离子电池在我们国家实现双碳目标的国家战略中,站到了C位上。

      前面我讲的PPT就是,碳排放超标的问题因科学技术的兴起而起,因科学的继续发展而终结。

过去5年至少有8成磷酸铁锂电池企业被淘汰

      对磷酸铁锂电池而言,2020年是一个转折之年,国家对PACK能量密度的追求告一段落,将安全性的要求提到新的高度。在上个月举行的第十一届杭州国际储能大会上,从学界到业界基本上都认为,从安全性和制造成本考虑,储能行业的电化学储能装置用三元电池的可能性微乎其微,目前阶段都认可磷酸铁锂占据主流地位。这样的话,磷酸铁锂的技术也因为良好的稳定性、安全性以及卓越的成本优势再次站到舞台中央。

      但是历史的发展并不是这样的。我前天听何小鹏(小鹏汽车董事长、CEO)演讲的时候说到一点,就是战略的定力,说起来容易,做起来很难。

       在动力电池方面,2016-2020年这五年间,磷酸铁锂的装机量基本上没有增长。在这五年间,可以这么说,在我感觉中,至少有80%的做磷酸铁锂动力电池的企业已经被淘汰了,而且这些企业被淘汰以后,连复活的可能性都微乎其微。

      这五年间,装机量没有增长,是不是大家就没有做什么事情呢?还淘汰了这么多的企业,我想越是这样困难的环境,越是催生了技术路线当中的一个发展。

徐小明:双碳背景下,磷酸铁锂电池成为C位中的C位  ​

       大家可以看到,在这几年间,磷酸铁锂动力电池的价格有了急剧的下降,从2010年到2020年,价格下降了80%,从3.5元/Wh降到0.7元/Wh。能量密度从2016年的超过140Wh/kg增加到现在的180Wh/kg,也得到了提升。而且,随着新的PACK技术的发展,磷酸铁锂在很多的小型车以及中型车上焕发了新的生机。

      从这张图可以看得比较明显,磷酸铁锂电池的装机量从2020年开始,一直到2021年,装机量都在不断地增长。

      根据Wood Mackenzie的数据,我们可以看到,储能领域未来的十年,从2020年到2030年,电池的装机量会有飞速地增长,到时候年度的装机量可能会超过160GWh。

徐小明:双碳背景下,磷酸铁锂电池成为C位中的C位  ​

       在车的领域也是同样的,根据高工产研的数据,我们可以看到在2020年之后出现了明显的拐点,就是整个电池的装机量有了飞速的发展,2025年有可能超过600GWh。

创新:宽温LEP电池、水系LFP电池

      最后,我介绍一下我们安驰科技在电池方面的一些拓展和工作。

      锂离子电池虽然很多新能源汽车都在用,但是有很多问题被大家诟病。最开始说续航里程、整车价格,随着续航里程的增加和充电设施的方便,现在还被诟病的问题就是温度适应性,特别是低温适应性特别差。

徐小明:双碳背景下,磷酸铁锂电池成为C位中的C位  ​

      所以,我们安驰科技专门研发了一款宽温的磷酸铁锂电池。我们通过超细铁锂粉体、离子电子传导网络等各项技术,做到宽温LEP电池,零下20℃无需加热直接充电,45℃循环2000次,高温情况下也可以有很长的寿命。

徐小明:双碳背景下,磷酸铁锂电池成为C位中的C位  ​

       另外一点,这应该是我们跟别人不太一样的一个创新,这个工作我们团队做了将近20年,就是水系LFP电池。

       目前我们讲碳中和、碳达峰,包括讲电池这么多好处,实际上我们做电池的人心里都清楚,电池生产过程中是有一定的污染的。这里面的巨大问题是电池的正极材料在生产中要使用NMP溶剂,这种溶剂本身是有一定的毒性的,在有些国家和地区是限制使用的。

       这种溶剂的使用量有多大呢?可以告诉大家一个简单的数字,如果电池进入TWh时代,NMP的使用量会超过200万吨。NMP的使用有10%是无法回收收集的。也就是说有20万吨的NMP会弥散到空气中,这对空气的污染是相当大的。

徐小明:双碳背景下,磷酸铁锂电池成为C位中的C位  ​
 

      我们使用了创新性的工序来做溶剂,绿色环保,无污染,而且来源不受限。更重要的是,因为不使用NMP,它的研发成本大幅降低。

      但是为什么这种东西研究20年还没有使用呢?因为这种工作特别困难。因为锂离子电池的电压很高,它是不能进水的。因此,怎么样在生产过程中使用水,同时保证水在最后的电池中不存在,是一个非常大的挑战。

      我们在材料的处理上下了很大的功夫,目前,实验室结果达到动力电池使用的水平,已经没有太大的问题。

      安驰科技第一个基地在江西上饶,目前在长三角地区寻找第二个基地。也欢迎各位投资人员加盟安驰科技,一起往前走。谢谢大家。