胡启朝:锂金属电池产业化的进展及未来方向

  2022年3月25-27日,2022中国电动汽车百人会论坛在线上举办。本届论坛主题为“迎接新能源汽车市场化发展新阶段”,邀请政府有关部门和汽车、能源、交通、城市、通讯等领域的行业机构和领先企业代表,就涉及新能源汽车市场化发展新阶段政策调整、碳中和目标下国际合作与政策协同、市场与消费新方向、交通能源基础设施协同发展、商用车可持续发展、氢能产业多场景应用、下一代动力电池产业化及产业投资与创新等方面展开深度研讨。其中,在3月27日举办的“动力电池论坛:下一代电池产业化之路”主题论坛上,SES创始人兼CEO胡启朝发表精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

  大家好,我是胡启朝,SES创始人、CEO。 我们是一家成立于2012年的下一代电池公司,致力于开发高性能、更安全、且具备大规模生产潜力的锂金属电池。非常高兴今天借中国电动汽车百人会的平台,和大家交流一下我们在锂金属电池产业化路上的进展以及未来的规划。
  过去一段时间以来,我们会有一个明显的感觉,就是电动化的浪潮正在加速,全球各大车企都相继推出自己的电动化战略,以更大的投入布局电动汽车,消费者对于电动汽车的接受度也越来越高。我们相信,不断加速的电动化浪潮还只是刚刚开始。
  电车时代的到来让电池变得越来越重要。很高兴地看到,电池行业呈现出了非常蓬勃发展的态势,不仅产能快速提升,迎来TWh时代,更重要的是新技术推陈出新,不断打破人们过去的认知边界,实现新的突破。
  电池行业每三十年有一次颠覆性的创新,上次是1990年索尼推出的第一款锂离子电池,行业认为锂金属电池会是未来。
  特别是在一些新的、更面向未来的应用场景——例如电动重卡、乘用和商用eVTOL,以及能够进行远距离洲际航行的电动飞机,对于这些应用来说,这一代的动力电池在性能上是远远无法满足的。要超越锂离子电池,我们需要在电化学体系上进行一次颠覆性的创新。
  目前全球大概有8家从事锂金属电池开发的公司,大家都选择了不同的技术路径,都处在不同的研发进度。
  对于我们来说,我们在2015年的时候做了一次重要的技术路线调整,从全固态锂金属电池转向了现在的混合锂金属电池路线。高能量密度是锂金属负极的先天优势,但这个是不够的,我们要实现的是平衡了各项性能后、更加安全的高能量密度锂金属电池。可制造性对我们也非常重要。
  SES创立至今,我们有一个想法从来没有变过,就是一定要做可商业化的下一代电池,而不仅仅是实验室里的突破。一套相对成熟的制造工艺,对于控制生产过程中的不确定性以及最终的产品品质也会起到非常重要的作用。
  接下来和大家分享一下我们的技术路线、解决方案、目前的研发进展以及未来的发展目标。首先是技术路线。先说一下为什么我们不做固态电池。除了能量密度,可制造性也非常重要,直接决定了工业化的可行性。另外,成熟的生产制造工艺也是影响电池安全的一个重要因素。如果说从材料到设备到工艺,全部都是新的,意味着电池生产全生命周期内的不可控因素大大提高,大大增加风险。
  锂金属最大的问题就在充电的时候会形成锂枝晶
  在这过去40年以内,锂金属电池走过了四个阶段。最早80年代最早期的液态锂金属电池,是非常不安全,非常危险的。后来90年代中期出现的固态锂金属电池,虽然在安全方面有进步,但是性能和能量密度、可制造性都变得更差。2010年出现了新的液态,高浓度溶剂在盐里面的液态电解液,它能够更安全、更稳定地使用在锂金属电池。然后最近2019年开始,出现新的智能控制软件,可以非常精准地监测锂金属电池的健康。
  业界传统的锂金属电池会形成锂枝晶,导致短路。右边是用我们新的技术,它的锂在充电的时候会非常平、非常密。
  SES锂金属电池技术包括三块,第一是Hermes,新材料研发平台。第二是Apollo,是大的车用锂金属电池的工程制造能力。第三是Avatar,是人工智能安全监测的一个软件。
  首先,我们的电池可以在非常广的温度范围,从零下30度到零上40度,和非常广的放电倍率,从10小时放电到10分钟放电,都能够保持非常高的能量密度。
  我们的电池也可以达到快充,从10%到90%,在12分钟左右,这些都是第三方的验证数据。
  也可以通过一些比较严格的安全测试,包括针刺、过充、高温和外部短路。
  去年,我们在第一届SES Battery World活动上展示了我们的第一块车规级锂金属电池,初步的测试数据非常令人振奋,容量达到107Ah,能量密度为417 Wh/kg、935 Wh/L,重量不到1KG,这个是世界上第一个100Ah以上的锂金属电池,也是全球最大的锂金属电池。
  在室温下进行了10小时、3小时和1小时放电测试,容量和能量密度都非常不错。目前,我们正在完善这一系列的电池,希望今年下半年可以和大家分享更多进展。
  新技术在电池的研发和制造中发挥越来越大的作用。我们会利用AI智能、大数据和云计算等数字科技手段,实现电池全生命周期内的智能设计、制造和回收,真正打造的“智慧电池”。
  我们2012年开始研发锂金属电池,一开始是非常小的纽扣电池,慢慢一步步放大,3Ah、6Ah、9Ah,一直做到现在超过100Ah。在2015年转变技术路线以后,这个进程一直在加速。
  目前我们在和三家车企,通用、现代、本田,一起进行A样品的联合开发,这也是世界上第一个锂金属里面的车用A样品的开发。按目前的计划,明年进入B样品,后年C样品,2025年正式量产,现在正稳步地往前推进。
  作为SES全球化战略布局的一个重要环节,我们在2018年就在上海嘉定建立了我们的生产研发中心,现在我们正在把这个中心升级为全球第一个1GWh的锂金属超级工厂。从这个月开始,我们也已经在上海正式启动首个A样品锂金属电池的生产和测试。我们也在不断扩展波士顿总部的研发团队,同时在韩国建设第二个生产基地,以响应更多车企的需求。
  在研发锂金属电池的过程中,非常高兴得到了越来越多车企、财务投资人的支持,像在国内,我们的投资商包括上汽、吉利、富士康、天齐锂业等。
  SES只有一个目标,就是把锂金属电池做成,为此我们会不断努力,将锂金属电池的边界不断往前推进,也期待和电池产业链上更多优秀的企业交流、合作,推动动力电池的技术进步,推动新能源产业的进一步发展。
  谢谢大家。
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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