
2024年3月17日,中國電動汽車百人會之動力電池分論壇上,蜂巢能源科技股份有限公司高級副總裁/技術中心主任張放南發表了主題演講。

蜂巢能源科技股份有限公司高級副總裁/技術中心主任?張放南
下文為其演講轉化,存在部分刪減與優化,供讀者參考。
2023年新能源汽車市場同比增長達到39%,仍然是高速增長,但是增速開始放緩,其中PHEV增速87%明顯高于BEV。預計2024年增速約為20%左右,其中PHEV增速仍將明顯高于BEV。
BEV仍然面臨補能焦慮、低溫充電及低溫衰減、高速工況衰減三大難題。導致現有BEV主要以家庭第二輛車和網約車市場為主。真正替代燃油車,目前還需要PHEV貢獻進一步的滲透率。
從下圖可以看出,在2023年底兩個月乘用車的增幅相對比較明顯,但是NEV的滲透率出現略微下滑,PHEV增長比較明顯。未來替代燃油PHEV的貢獻和得到市場的認可程度會越來越明顯,尤其是近兩周,隨著新車型的逐漸上市,價格進一步下探,疊加補貼政策,PHEV接下來的增量會更加明顯。

結合混動市場的持續上升,預判2024年PHEV占比超過40%,2026年將達到50%,甚至50%實現的時間有可能進一步提前。
結合PHEV的增量,對其做了一個初步劃分發現,PHEV里面純電里程大電量、長里程的趨勢更加明顯,主要由中高端大型SUV和MPV帶動。其中150公里以上PHEV市場在15—30萬的主流區間,未來PHEV占比將會超過50%。300公里以上的市場隨著中大型SUV和MPV混動細分市場的增長也將逐漸增加。

蜂巢能源在2024年進一步聚焦增程及插混市場,全面升級2.2C快充,做插混和增程的產品升級,同時拓展大電量鐵鋰化、800V等細分市場。
至于BEV市場,目前仍以家庭第二輛車為主。
800V快充產品解決補能痛點,隨著800V的成熟,預計在2025年將接近25%,2027年將超過30%,800V快充將首先在B+級以上的高端車上快速普及,遠期可能會向A+級市場做滲透,滲透率未來將達到40%以上。蜂巢能源也將繼續利用短刀的優勢,在全面拓展4—5C鐵鋰產品來適應800V細分市場的增量。

2024年蜂巢能源的整體公司策略就要從應對持續的價格戰,后期會從快速擴張轉變向精益運營的方向快速轉變。2024年將聚焦高質量經營變革,打造平臺化的大單品,一個廠房三條線以上,一個工廠兩個廠房,只有實現廠房里面甚至整個工廠里面同一個產品大單品的生產運營,才能快速地實現降本增效。同時,海外市場蜂巢能源已經在歐洲和東南亞做了初步的布局,也在積極開拓海外市場的客戶。2024年也將對海外的市場布局做進一步的拓展。
隨著800V和PHEV的變化,蜂巢能源2024年將重點打造增程和插混市場的升級產品,在2022年蜂巢能源完成了混動系列產品的規劃,2023年蜂巢能源整個混動的市場銷量占比達到了第三名,一是全面提升快充,二是推出200—300公里的PHEV專用產品,尤其是200公里、300公里實現鐵鋰化,350公里以上的800V三元產品也將在今年推出。同時,在打造大單品的方向上,我們用L4的鐵鋰PHEV和800V的產品共用,用L6的鐵鋰產品和800V的EV產品共用,這樣可以實現跨領域產品的共通化,實現大單品真正的打造,實現PHEV和EV產品共通化。

介紹一下蜂巢能源在固態電池的情況。
固態電池并不是絕對安全,只是在高能量密度的材料體系下把安全性能的指標進一步得到提升,在功率性能、循環上仍然面臨著巨大的挑戰。我們認為,未來的燃油、混動、BEV肯定會長期共存,固態電池在高能量密度的BEV上可能會成為其中一個主要的選擇。

蜂巢能源在聚合物、氧化物、鹵化物和硫化物這四種主要的固態電解質上面做了相應研究。其中,我們認為聚合物主要還是在室溫離子電導與氧化電位低,作為主固態電解質發展受限,可作為功能材料應用于鋰金屬的保護層或者包覆劑;氧化物界面電阻比較大,難以實現大容量固態電池,穩定性相對比較好,適用于與電解液搭配的半固態電池;鹵化物比重大,負極穩定性差,氧化穩定性相對好,更適合作為功能電解質的添加材料到正極材料中去應用;硫化物由于鋰離子電導率高,比重低,加工性能相對好,電化學穩定性相對比較高,目前作為固態電池主要的發展方向,蜂巢能源也在聚焦在硫化物固態電解質的主要路線上做相應的研究。
全固態電池是從電解質材料、電芯結構、制成工藝方面的全面創新升級,將帶來產業鏈上的革命性變化在材料開發、膜制備、電芯制造、系統設計、回收利用方面均存在較大挑戰。在材料開發、膜制備、電芯制造、系統設計、回收利用方面均存在較大挑戰。
材料開發上,硫化鋰原材料成本過高,高離子電導的硫化物電解質在空氣穩定性差,批量一致性差,電解質與界面的副反應比較多;
在膜制備上,硫化物電解質膜的強度比較差,難以自支撐,電極內部摻混電解質與現有黏結劑溶劑、涂布工藝不兼容。
電芯制造上,電極間絕緣差,易發生自放電;疊片對齊精度要求高;電極界面融合需要等靜壓設備,成本高、效率低,和設備融合度相對比較差,需要外部加熱加壓的功能進一步提升,
同時回收利用固態電池由于硫化物固態電解質容易產生有毒的硫化氫氣體,現有回收工藝不適用,固態電解質與電極材料分離也難。

針對全固態電池的研發方向,蜂巢能源從以下幾個方面在材料面臨的穩定性問題,界面副反應和固固界面方向主要從硫化物電解質的多元素摻雜、包覆、電解質正極高氧化電解質的包覆和多材料融合的合金負極技術做材料方向的開發。
膜電極面臨的挑戰主要是膜的強度與現有溶劑性不兼容的問題,主要從硫化物電解質高兼容專用粘結劑、溶劑技術做相應突破,以及膜電極的轉印復合技術。
電芯面臨的主要是短路和界面問題,現在主要從電極的絕緣、多層融合一體化等靜壓技術做電芯層面的技術突破。

全固態電池蜂巢能源研究了很多年,目前取得初步進展,從材料開發商完成了正極的包覆改性材料開發,自主開發的硫化物電解質離子電導率大于10.50mS/cm,具備負40度露點環境操作能力。電解質膜開發具備大面積電解質膜制備能力,電解質膜電導率大于2.3 mS/cm,厚度做到15微米。具備20Ah全固態電池的制備能量,能量密度達到380Wh/kg。
針對固態電池,我國開發力量比較分散,最近歐陽明高院士也組織成立了全固態電池產學研協同創新平臺,蜂巢能源已經參加了平臺的相關工作,也會積極推動平臺后續的協同和創新相關任務。固態電池在開發過程中存在難度大、風險高,我們建議增加對全固態電池在政策扶持和多種形式資金扶持力度上給予更多的引導和支持,加速成果的落地轉化。
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