GNEV 11 | 许容祯：明年辉能固态电池单体将达330wh/kg水平

1月27日，主题为“重新定义汽车——维度升级之战”的第十一届全球新能源汽车大会(GNEV11)正式拉开帷幕。受疫情影响，本次大会首次以“在线会议+全网直播”的形式召开。来自传统车企、造车新势力、动力电池、零配件、投研机构全产业链的中外嘉宾分享观点，在线展开交流。在以“为明天而活”为主题的未来汽车开发者论坛上，汇能科技营销负责人许榕真就什么是固态电池，以及各大固态电池厂商的对比做了精彩的演讲。

以下为嘉宾精彩实录，已删除。感谢第一电气的邀请和主持人邱开君的邀请，让慧能科技有幸在GNEV11之际与大家分享。在进入技术描述之前，我们先来看看固态电池都有哪些种类。

相比传统锂电池和液态固态电池，固态电池90%以上是固态电解质，剩下的1-10%可能混在其他极性层或者全固态电池都属于这个领域。在这种90%以上固体电解质的固态电池中，前几位大多是这些主要代表之一。这两种相比，中间还有一个过渡产品，是在液体电池结构基础上的改进，其固体电解质低于25%。如果从整个电解质的角度来分类，可以看到聚合物、氧化物、硫化物三种，所以基本上在胶体状态和液态之间有一个简单的点。我们来看看其他盐类的分解部分是由溶剂还是聚合物开始的，如果是由溶剂开始，就是胶体状态，如果是由聚合物开始，就是固态。另外，离子移动部分也是一样的。如果是溶剂驱动的，就是胶体。20年前，半胶体技术取代了全胶体技术。

至于固体部分，这三种包括固体聚合物、氧化物和硫化物，氧化物和硫化物中没有有机膜。这部分因为两种氧化物和硫化物中有锂离子，氧化物和硫化物可以自己导电，里面没有溶剂。还有一种区分固态电池和液态电池的方法。如果你打电芯之后有短路，那就是液体。如果撞击后没有短路，那就是固体，因为液体或者胶体状态下有一个有机膜片，有机膜片是可压缩材料。当它碰到电芯的时候，有机隔膜会被压缩压制，此时会变形，然后会因为接触而短路。如果从液态胶态到固态差别很大，我们从圆柱到角柱有30%的工艺差异，从软包到固态电池有60%以上的工艺差异。所以，在这样的认识下，我们看我们的固态电池，有三个非常重要和基本的点，就是安全性、能量密度和成本。在安全部分，由于我们使用的是氧化物固体电解质，这是所有固体电解质中最稳定的体系，可以不断使用高活性材料提高能量密度，进而降低电池成本。

基本上在电池层面，因为我们用的是氧化物，所以本质上是安全的。从另一个角度来说，也是被动安全。被动安全是指使用氧化物后，液体电池的安全范围可以从130度左右提高到200度左右，甚至300度。这是氧化物和固体电解质能做到的被动安全部分。但是在整个研发过程中，我们已经解决了电池阶段，包括接口内阻问题，相关的快充或者低温性能和循环寿命问题，然后我们其实在思考如何做电池模组和电池组。所以一旦我们把电池组做成大容量，或者电池处于300度以上的热失控阶段，这部分就不能用氧化物或者o来解决了……呃固体电解质。一旦将电芯做得非常大，大到电芯本身就有几十千瓦时的功率水平，其安全要求就不再是2~10安时或5~6千瓦时的电芯技术。这时候就需要匹配ASM主动安全机制，把这种被动安全和主动安全结合起来，使电芯、电池模块、电池组绝对安全。至于能量密度，我们从2020年开始在负极中加入SiOx。今年我们将把它的含量提高到28%，能量密度与NCM811相当。明年我们希望将SiOx的含量提高到100%，负极没有石墨成分，这样单体的能量密度水平可以达到330 Wh/kg到350 Wh/kg。我们还有全固态锂金属阳极化学系统，容量可以达到383 wh/kg，500次循环。根据整个供应链的成熟度，我们希望将量产从原来预测的2024年提前到2023年。在电池组部分，我们现在考虑的是在固态电池的架构和安全性上做更多的工作，把固态电池的安全性和双极电池技术结合起来。当然，双极电池技术因为使用的是内串而不是外串，所以安全性要求很高。只有固态电池可以用这种方法制造。因此，我们希望利用这种方法进一步发展成为一种CIM产品。所谓CIM，就是电池或者模块产品。

我们可以看一下CIM的部分。一个电池组只有12个电芯，电芯本身就很大。里面已经有8串28伏到45伏的工作电压了。那么CIM可以在12串之后成为一个模块，它只需要12个单元。另外一个我们想做的是CIP，因为2019年我们成功做了CIM，获得了美国爱迪生金奖。我们非常有信心将CIM变成CIP(cell is pack)电池组，同时提高电池单元和电池组中的能量密度，以及续航里程和CIP的设计。在成本部分，我们可以简化散热系统包装和BMS管理系统。省去了很多模块化的工艺，我们直接把极片堆叠成一个电池组，基本上降低了内阻，简化了冷却系统，大大降低了成本。我们估计当我们整个产能达到7GWh的时候，成本可以相当于NCM622的成本，而当我们整个产能升级到15GWh的时候，成本可以相当于811，这是我们希望CIP固态电池能够达到的终极目标。我们希望CIP能在今年年底完成。因为整个流程非常简单，BMS简化到极致，产能最快。整个封装成本是传统封装成本的35%左右，使用整个工艺的零件其实就是这些主要工艺。在氧化物的基础上，我们用LCB来解决界面内阻的问题。我们已经为LCB的这一部分支付了至少数百项专利，以解决界面电阻的问题。界面电阻问题有三个方面，即固体-固体界面、固体-柔性界面和隔离层与电极的界面。只有应用到产品上，才能实现快充、长寿命、低温工作制。再加上安全性，可以不断提高能量密度，降低成本。

当我们完全满足行业对电动车六大产品的要求:高安全性、高能量密度、低成本、快充、长寿命、低温寿命时，我们就可以做CIM和CIP。当我们意识到CIM中的一块电池大概是几千瓦时，甚至CIP中的一块电池80~100千瓦时，能量大到已经不是一块电池能解决安全问题了，于是我们就有了这个主动安全机制(ASM)。这种机制的主要目的是能主动自启动和阻止热失控反应，并能在热失控发生时将不稳定状态转变为稳定状态，消耗多余的能量，因为能量消耗完后会转变为稳定状态，所以不会有能量产生，不会有热量产生，不会有热量扩散，热失控在没有热量扩散的情况下完全停止。通过这种机制，我们可以利用MAB来提高整个集成的效率，进而实现CIM和CIP。只是我们已经完成了整个项目……固态电池工业。现在大多数固态电池都在努力克服界面电阻的问题。只有我们有ASM，双极的一些丰田也提出过，但只是在概念阶段。由此可见，全球专利超过400项，布局非常全面，竞争对手很难绕过我们的专利网络。

相比竞争对手，我们已经在2016年建成了试生产线，比丰田早了6年，比QuantumScape7早了7年。我们计划在大陆建立一个2GWh系统。在最近的一两个月里，你可以听到我们进一步的好消息。明年将建设2GWh工厂，预计2023年将产能扩大至7GWh。在产品部分，Quantumscape今年提出了100毫安的产品，2012年我们就有了，所以在产品建设上我们也领先quantum scape 8年多。目前Quantum scape只有单层技术，但是我们的多层已经在市场上成功使用，然后获得了安全认证。另外，我们甚至可以将这种袋装电池应用到VDA。整个产品已经在市场上验证了7年，所以产品的成熟度比其他固态电池更成熟，也正因为如此，我们也获得了国际认可，包括美国的爱迪生奖和CES创新发明奖。那是我的报告。谢谢你。1月27日，主题为“重新定义汽车——维度升级之战”的第十一届全球新能源汽车大会(GNEV11)正式拉开帷幕。受疫情影响，本次大会首次以“在线会议+全网直播”的形式召开。来自传统车企、造车新势力、动力电池、零配件、投研机构全产业链的中外嘉宾分享观点，在线展开交流。在以“为明天而活”为主题的未来汽车开发者论坛上，汇能科技营销负责人许榕真就什么是固态电池，以及各大固态电池厂商的对比做了精彩的演讲。

以下为嘉宾精彩实录，已删除。感谢第一电气的邀请和主持人邱开君的邀请，让慧能科技有幸在GNEV11之际与大家分享。在进入技术描述之前，我们先来看看固态电池都有哪些种类。

相比传统锂电池和液态固态电池，固态电池90%以上是固态电解质，剩下的1-10%可能混在其他极性层或者全固态电池都属于这个领域。在这种90%以上固体电解质的固态电池中，前几位大多是这些主要代表之一。这两种相比，中间还有一个过渡产品，是在液体电池结构基础上的改进，其固体电解质低于25%。如果从整个电解质的角度来分类，可以看到聚合物、氧化物、硫化物三种，所以基本上在胶体状态和液态之间有一个简单的点。我们来看看其他盐类的分解部分是由溶剂还是聚合物开始的，如果是由溶剂开始，就是胶体状态，如果是由聚合物开始，就是固态。另外，离子移动部分也是一样的。如果是溶剂驱动的，就是胶体。20年前，半胶体技术取代了全胶体技术。

至于固体部分，这三种包括固体聚合物、氧化物和硫化物，氧化物和硫化物中没有有机膜。这部分因为两种氧化物和硫化物中有锂离子，氧化物和硫化物可以自己导电，里面没有溶剂。还有一种区分固态电池和液态电池的方法。如果你打电芯之后有短路，那就是液体。如果撞击后没有短路，那就是固体，因为液体或者胶体状态下有一个有机膜片，有机膜片是可压缩材料。当它碰到电芯时，有机隔膜会被压缩压制，此时会变形，然后……会因为接触而短路。如果从液态胶态到固态差别很大，我们从圆柱到角柱有30%的工艺差异，从软包到固态电池有60%以上的工艺差异。所以，在这样的认识下，我们看我们的固态电池，有三个非常重要和基本的点，就是安全性、能量密度和成本。在安全部分，由于我们使用的是氧化物固体电解质，这是所有固体电解质中最稳定的体系，可以不断使用高活性材料提高能量密度，进而降低电池成本。

基本上在电池层面，因为我们用的是氧化物，所以本质上是安全的。从另一个角度来说，也是被动安全。被动安全是指使用氧化物后，液体电池的安全范围可以从130度左右提高到200度左右，甚至300度。这是氧化物和固体电解质能做到的被动安全部分。但是在整个研发过程中，我们已经解决了电池阶段，包括接口内阻问题，相关的快充或者低温性能和循环寿命问题，然后我们其实在思考如何做电池模组和电池组。所以一旦我们把电池组做成大容量，或者电池处于300度以上的热失控阶段，这部分是氧化物或者其他固体电解质无法解决的。一旦将电芯做得非常大，大到电芯本身就有几十千瓦时的功率水平，其安全要求就不再是2~10安时或5~6千瓦时的电芯技术。这时候就需要匹配ASM主动安全机制，把这种被动安全和主动安全结合起来，使电芯、电池模块、电池组绝对安全。至于能量密度，我们从2020年开始在负极中加入SiOx。今年我们将把它的含量提高到28%，能量密度与NCM811相当。明年我们希望将SiOx的含量提高到100%，负极没有石墨成分，这样单体的能量密度水平可以达到330 Wh/kg到350 Wh/kg。我们还有全固态锂金属阳极化学系统，容量可以达到383 wh/kg，500次循环。根据整个供应链的成熟度，我们希望将量产从原来预测的2024年提前到2023年。在电池组部分，我们现在考虑的是在固态电池的架构和安全性上做更多的工作，把固态电池的安全性和双极电池技术结合起来。当然，双极电池技术因为使用的是内串而不是外串，所以安全性要求很高。只有固态电池可以用这种方法制造。因此，我们希望利用这种方法进一步发展成为一种CIM产品。所谓CIM，就是电池或者模块产品。

我们可以看一下CIM的部分。一个电池组只有12个电芯，电芯本身就很大。里面已经有8串28伏到45伏的工作电压了。那么CIM可以在12串之后成为一个模块，它只需要12个单元。另外一个我们想做的是CIP，因为2019年我们成功做了CIM，获得了美国爱迪生金奖。我们非常有信心将CIM变成CIP(cell is pack)电池组，同时提高电池单元和电池组中的能量密度，以及续航里程和CIP的设计。在成本部分，我们可以简化散热系统包装和BMS管理系统。省去了很多模块化的工艺，我们直接把极片堆叠成一个电池组，基本上降低了内阻，简化了冷却系统，大大降低了成本。我们估计当我们整个产能达到7GWh的时候，成本可以相当于NCM622的成本，而当我们整个产能升级到15GWh的时候，成本可以相当于811，这是我们希望CIP固态电池能够达到的终极目标。我们希望CIP能在今年年底完成。因为整个流程非常简单，BMS简化到极致，产能最快。整个封装成本是传统封装成本的35%左右，使用整个工艺的零件其实就是这些主要工艺。在氧化物的基础上，我们用LCB来解决界面内阻的问题。我们已经支付了……少说也有上百项专利为LCB的这部分解决了接口电阻的问题。界面电阻问题有三个方面，即固体-固体界面、固体-柔性界面和隔离层与电极的界面。只有应用到产品上，才能实现快充、长寿命、低温工作制。再加上安全性，可以不断提高能量密度，降低成本。

当我们完全满足行业对电动车六大产品的要求:高安全性、高能量密度、低成本、快充、长寿命、低温寿命时，我们就可以做CIM和CIP。当我们意识到CIM中的一块电池大概是几千瓦时，甚至CIP中的一块电池80~100千瓦时，能量大到已经不是一块电池能解决安全问题了，于是我们就有了这个主动安全机制(ASM)。这种机制的主要目的是能够主动自启动和阻止热失控反应，能够在热失控发生时将不稳定状态转变为稳定状态，并消耗多余的能量，因为能量消耗完后，会转变为稳定状态，所以不会有能量产生，不会产生热量，不会发生热量扩散，热失控在没有热量扩散的情况下完全停止。通过这种机制，我们可以利用MAB来提高整个集成的效率，进而实现CIM和CIP。整个固态电池行业只有我们完成了整包。现在大多数固态电池都在努力克服界面电阻的问题。只有我们有ASM，双极的一些丰田也提出过，但只是在概念阶段。由此可见，全球专利超过400项，布局非常全面，竞争对手很难绕过我们的专利网络。

相比竞争对手，我们已经在2016年建成了试生产线，比丰田早了6年，比QuantumScape7早了7年。我们计划在大陆建立一个2GWh系统。在最近的一两个月里，你可以听到我们进一步的好消息。明年将建设2GWh工厂，预计2023年将产能扩大至7GWh。在产品部分，Quantumscape今年提出了100毫安的产品，2012年我们就有了，所以在产品建设上我们也领先quantum scape 8年多。目前Quantum scape只有单层技术，但是我们的多层已经在市场上成功使用，然后获得了安全认证。另外，我们甚至可以将这种袋装电池应用到VDA。整个产品已经在市场上验证了7年，所以产品的成熟度比其他固态电池更成熟，也正因为如此，我们也获得了国际认可，包括美国的爱迪生奖和CES创新发明奖。那是我的报告。谢谢你。

标签：

汽车资讯热门资讯