5月22日,CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。韩国三星SDI Hanho Lee博士在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文:
非常感谢大家的耐心等待,也感谢大家邀请我参与这个非常高端、非常著名的CIBF。这个会议的规模越来越大了,我可以预见到,两年之后组委会应该会有更加大规模的这种展会规模,可能都要翻一倍了。
今天我要和大家讨论一下电动汽车和动力汽车的未来。主要讲以下四方面:
1、电动汽车的增长推动力在哪里。
2、消费者为什么要电动汽车。
3、现在和未来的电动化的策略。
4、未来电动汽车是什么样的。
我们知道电动汽车,已经到了电动化的第二阶段,过去20年油价一直上涨,非常贵。所以政府就觉得我会有些货币方面的影响,他们会推动电气化、电动化。我们想要减少制造成本,所以有很多制造厂开始研究相关的技术。当时技术有限,价格非常高,所以价格还是比较高,从曲线可以看到。有些人对电动车感兴趣,其实现在在五角星的点上,如果我们看现在的情况会有些风险,会有完全下降的风险。由于管制的情况,下降会特别快。
2020年,政府的补贴就会没有了,到时候我们在座的革委会受到一些影响。所以我们需要努力避免这种情况的发生。我们怎样实现电动化呢?这是我们做的调查,在左边电动汽车本身的覆盖率很高,95%的人知道电动汽车的存在,但是要买电动汽车的很少。在美国有96%的人知道有电动车,50%的人对电动车了解,29%的人考虑电动车,最终只有4%的人才会付诸行动去买,德国差不多也是这样的情况。内燃机的汽车,大家非常熟悉、非常了解,96%的人会买,最终73%的人会买。最大的问题是到底能开多少的里程。第二个是充电的问题,现在内燃机的加油方式还是比较方便的,未来的充电桩和加油站一样,比较普遍、比较方便。第三个是价格方面的问题,电动车还是比内燃机的更贵。当然还有其他的问题,比如它燃料的节省度等问题。
我们为了更好的推广电动车,让它开更长的距离,解决充电桩的问题,把价格降下来。我就会和大家分享三方面,如何能够更好的去让电动车开得更远,如何增加充电设备,能够去提供更好的价值和服务,最后能够让价格更加亲民。
这是从消费者期望的角度来看,它的续航里程到底要多少呢?大家平均期待的续航里程是350-400公里,这是消费者的期望。我们之前的技术,比如十年之前,第一代的电动车,只能看150公里,比我们的期望低很多。第二代的车,三万四千瓦时,特斯拉是很好的例子。第三代,能量密度是想要达到八万六瓦时,一方面增加续航里程,另一方面也能提升能量密度。到时候可以达到500公里的续航里程,这样子可以让消费者知道电动车是非常好的、非常值得选择的。
我们研发的路线图,如何不断提升车的行驶距离。这个距离对消费者而言是他们首先要考虑的。对于电动车而言,为什么会有这样不同?我有朋友问,一辆车充电一次开多久?续航里程,其实就是没有一个终点,我们一直以来都是要做到最好。如果看5年前的情况,可能我们觉得500WH是非常好的目标。现在是不是可以把目标定在700WH或者把距离定在700公里,能够不断的提高我们的技术,这样能够更好的进行技术的发展,能够研发锂电池,支持电动车。这个过程是需要科研的支持。我想未来固态电池是很好的发展方向,当然需要有供应链的改变,还要有很大的创新。所以我说我觉得固态电池是很好的选择。
如何有更高的续航里程?首先要更加提高电池的容量。正极,正极有很多的能量,其中有很多的原料,比方说镍、锰、钴,这是电池中最贵的原料。我们知道镍、锰、钴已经商业化了,现在的能量密度仍旧是富镍的能量密度比较好,比如811和NCA电池,我们也有学界的讨论,到底未来怎么选择?是选择正极的811电池还是NCA?我们如何定义未来的技术?我们现在还是在讨论,未来到底是什么样的?这种正极应该是什么样的材料?这是给大家提供一些参考。
以硅为基础的负极,这是最具有潜力的解决方案。过去,最开始由人工石墨变得商业化了,1992年到2000年之后,我们从天然石墨到人工石墨,容量是更加增强的。每个厂家都是想要去看人工石墨,石墨的收缩会比较强,从自然石墨到人工石墨,人工石墨的价格一直提升,我们在想,是不是用混合式的石墨会是比较好的?这种混合式的石墨是用自然和人工石墨混合在一起,当然我们的研发也是会时常进行变化的。
另外,改变硅,因为硅是比较好的替代物,在20年前硅就被人们发现,硅基材料可能有太多体积上的变化。它用于负极材料,我们只用一部分的硅基材料。我们要推广这方面的技术,量的添加应该少于10%。最好是用硅碳的纳米复合材料SCN的材料,主要是要抵制收缩情况,还会添加石墨,这是用于低膨胀的石墨,再加上SCN。现在我们用一个比的硅,在2020年或者2023年,会有很多的供应商用硅基材料来用于电动汽车。我们刚才说要提高电池的能量密度,还要考虑到续航里程。最终的续航里程是我们要寻求的突破。另外就是充电的方便性,作为内燃机,需要全面燃油的负荷。作为电动汽车,它要两个小时,而内燃机汽车实际上是非常快,所以路边充电的情况能不能得到改善?因为这种充电对家庭住户的焦虑来说非常高。我们知道充电的行为主要是在家里或者在目的地进行充电。
根据我们的调查显示,95%的电动车车主在家里有一个充电器,在停车场或者在公司都希望看到有充电设备。在充电设备当中大家不应该担心这方面的问题。德国的情况,他们认为充电的地址最好在离家近的地方,占了大部分访谈者,还有41%的人认为在城市公共的区域,公司或者购物中心,还有休闲场所。根据我们的调查还有新的发现,快充是非常重要的点,最好是30分钟内解决这样的目标,这样消除人们的充电压力和焦虑,快充的技术提升,能给消费者提供更大的便利,最好是15分钟内3.2C达到80%。充电的时间和续航里程来进行配置,第一代的充电汽车是30分钟,50分钟第二代可以充到160-600公里,ICE可以达到700公里。我自己开车是不会超过200公里的,根据你自己的行驶历程来进行适量的充电。休息时间,我们对电动汽车进行充电,一般200多公里,我们充电的时间可以控制一下,在第二代的时候只需要5分钟就可以跑160公里的续航。这是我们未来想要实现的目标。
左边到右边的快充技术已经极大的降低了充电的时间,极大的提高了我们的效率。我们要达到5分钟之内充到更高的续航里程。在快充的性能当中,有几个方法可以实现,我们也进行了创新,包括:负极的设计、电极设计进行更新、形状控制、非晶体石墨上的碳土层、正极有一个低阻力的导电剂。在右边,对表面进行处理,能够更好的来应对热的问题,热产生和热发散的问题,这是最大的充电倍率。在快充的过程中,我们非常担心的是温度上升所带来的问题,因为电芯对于高温的敏感度是非常高。比如40多度的高温情况下会出现老化加速的情况,它的电芯寿命会快速下降,我们会谨慎控制电芯的温度,如何持续温度到少于30%,最好是像人体温度这样的。
如何把散热情况做到更好?在散热过程中要考虑到每公里的热反应的情况,我们可以考虑更换原材料对电池模组进行一定的变化,包括材料的选择,这样可以避免因为高温产热带来对电芯的影响。还有我们的软包电池、菱装电池(音),他们有更低的产热情况。软包电池有很多的聚合物所构成,因此,菱装电池和软包电池有对热性能不同的抗逆情况。软包电池有它的问题,电芯和温度的影响很大,所以大家应该不会有什么异议。温度上升确实带来很多的问题,我们在一直不断探索。电池非常贵,我们要花很多钱,一个电池一万美金,经过一次使用,实际上电池还是有可以的使用,我们要考虑到电池组可以进行更好的梯次利用。我们要非常谨慎、非常精确的估计电池的寿命,因为更好的电池的寿命能够让我们有更好的对于寿命耐用性的预期。在比较长的行驶历程中要更多了解电池的生命周期和耐用性。
对于电动出行来说,价格是人们考虑非常重要的因素,消费者的满意程度是最大,如果电池出行的议价超过内燃机车,是130%或者更低,现在主流的,更少的价格弹性正在引领市场。下一波我们会看到越来越多普罗大众购买的车型出现在市场当中。根据主机厂的要求和分析和对消费者的调查,能源的密度应该到更大的瓦特小时或者更高,才能取得更好的电池组价格水平,在六千美金,续航里程要超过350公里。六千美金,作为电池来说这个价格非常敏感。接下来我们要更多了解市场情况,这是第二波的情况,主要的驱动是由电动汽车提高的性能以及非常酷的因素所决定的。第三波是让更多的人能够买得起车,以及电池的价格也是大家能承受得起的。
非常感谢!
(根据速记整理,未经嘉宾审阅)
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