Hanho Lee：電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池的未來(lái)
5月22日，CIBF2018 第十三屆中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)展覽會(huì)在深圳會(huì)展中心開(kāi)幕。韓國(guó)三星SDI Hanho Lee博士在技術(shù)交流會(huì)上發(fā)表主題演講。以下是演講正文：
非常感謝大家的耐心等待，也感謝大家邀請(qǐng)我參與這個(gè)非常高端、非常著名的CIBF。這個(gè)會(huì)議的規(guī)模越來(lái)越大了，我可以預(yù)見(jiàn)到，兩年之后組委會(huì)應(yīng)該會(huì)有更加大規(guī)模的這種展會(huì)規(guī)模，可能都要翻一倍了。
今天我要和大家討論一下電動(dòng)汽車和動(dòng)力汽車的未來(lái)。主要講以下四方面：
1、電動(dòng)汽車的增長(zhǎng)推動(dòng)力在哪里。
2、消費(fèi)者為什么要電動(dòng)汽車。
3、現(xiàn)在和未來(lái)的電動(dòng)化的策略。
4、未來(lái)電動(dòng)汽車是什么樣的。
我們知道電動(dòng)汽車，已經(jīng)到了電動(dòng)化的第二階段，過(guò)去20年油價(jià)一直上漲，非常貴。所以政府就覺(jué)得我會(huì)有些貨幣方面的影響，他們會(huì)推動(dòng)電氣化、電動(dòng)化。我們想要減少制造成本，所以有很多制造廠開(kāi)始研究相關(guān)的技術(shù)。當(dāng)時(shí)技術(shù)有限，價(jià)格非常高，所以價(jià)格還是比較高，從曲線可以看到。有些人對(duì)電動(dòng)車感興趣，其實(shí)現(xiàn)在在五角星的點(diǎn)上，如果我們看現(xiàn)在的情況會(huì)有些風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)有完全下降的風(fēng)險(xiǎn)。由于管制的情況，下降會(huì)特別快。
2020年，政府的補(bǔ)貼就會(huì)沒(méi)有了，到時(shí)候我們?cè)谧母镂瘯?huì)受到一些影響。所以我們需要努力避免這種情況的發(fā)生。我們?cè)鯓訉?shí)現(xiàn)電動(dòng)化呢？這是我們做的調(diào)查，在左邊電動(dòng)汽車本身的覆蓋率很高，95%的人知道電動(dòng)汽車的存在，但是要買電動(dòng)汽車的很少。在美國(guó)有96%的人知道有電動(dòng)車，50%的人對(duì)電動(dòng)車了解，29%的人考慮電動(dòng)車，最終只有4%的人才會(huì)付諸行動(dòng)去買，德國(guó)差不多也是這樣的情況。內(nèi)燃機(jī)的汽車，大家非常熟悉、非常了解，96%的人會(huì)買，最終73%的人會(huì)買。最大的問(wèn)題是到底能開(kāi)多少的里程。第二個(gè)是充電的問(wèn)題，現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)的加油方式還是比較方便的，未來(lái)的充電樁和加油站一樣，比較普遍、比較方便。第三個(gè)是價(jià)格方面的問(wèn)題，電動(dòng)車還是比內(nèi)燃機(jī)的更貴。當(dāng)然還有其他的問(wèn)題，比如它燃料的節(jié)省度等問(wèn)題。
我們?yōu)榱烁玫耐茝V電動(dòng)車，讓它開(kāi)更長(zhǎng)的距離，解決充電樁的問(wèn)題，把價(jià)格降下來(lái)。我就會(huì)和大家分享三方面，如何能夠更好的去讓電動(dòng)車開(kāi)得更遠(yuǎn)，如何增加充電設(shè)備，能夠去提供更好的價(jià)值和服務(wù)，最后能夠讓價(jià)格更加親民。
這是從消費(fèi)者期望的角度來(lái)看，它的續(xù)航里程到底要多少呢？大家平均期待的續(xù)航里程是350-400公里，這是消費(fèi)者的期望。我們之前的技術(shù)，比如十年之前，第一代的電動(dòng)車，只能看150公里，比我們的期望低很多。第二代的車，三萬(wàn)四千瓦時(shí)，特斯拉是很好的例子。第三代，能量密度是想要達(dá)到八萬(wàn)六瓦時(shí)，一方面增加續(xù)航里程，另一方面也能提升能量密度。到時(shí)候可以達(dá)到500公里的續(xù)航里程，這樣子可以讓消費(fèi)者知道電動(dòng)車是非常好的、非常值得選擇的。
我們研發(fā)的路線圖，如何不斷提升車的行駛距離。這個(gè)距離對(duì)消費(fèi)者而言是他們首先要考慮的。對(duì)于電動(dòng)車而言，為什么會(huì)有這樣不同？我有朋友問(wèn)，一輛車充電一次開(kāi)多久？續(xù)航里程，其實(shí)就是沒(méi)有一個(gè)終點(diǎn)，我們一直以來(lái)都是要做到最好。如果看5年前的情況，可能我們覺(jué)得500WH是非常好的目標(biāo)?，F(xiàn)在是不是可以把目標(biāo)定在700WH或者把距離定在700公里，能夠不斷的提高我們的技術(shù)，這樣能夠更好的進(jìn)行技術(shù)的發(fā)展，能夠研發(fā)鋰電池，支持電動(dòng)車。這個(gè)過(guò)程是需要科研的支持。我想未來(lái)固態(tài)電池是很好的發(fā)展方向，當(dāng)然需要有供應(yīng)鏈的改變，還要有很大的創(chuàng)新。所以我說(shuō)我覺(jué)得固態(tài)電池是很好的選擇。
如何有更高的續(xù)航里程？首先要更加提高電池的容量。正極，正極有很多的能量，其中有很多的原料，比方說(shuō)鎳、錳、鈷，這是電池中最貴的原料。我們知道鎳、錳、鈷已經(jīng)商業(yè)化了，現(xiàn)在的能量密度仍舊是富鎳的能量密度比較好，比如811和NCA電池，我們也有學(xué)界的討論，到底未來(lái)怎么選擇？是選擇正極的811電池還是NCA？我們?nèi)绾味x未來(lái)的技術(shù)？我們現(xiàn)在還是在討論，未來(lái)到底是什么樣的？這種正極應(yīng)該是什么樣的材料？這是給大家提供一些參考。
以硅為基礎(chǔ)的負(fù)極，這是最具有潛力的解決方案。過(guò)去，最開(kāi)始由人工石墨變得商業(yè)化了，1992年到2000年之后，我們從天然石墨到人工石墨，容量是更加增強(qiáng)的。每個(gè)廠家都是想要去看人工石墨，石墨的收縮會(huì)比較強(qiáng)，從自然石墨到人工石墨，人工石墨的價(jià)格一直提升，我們?cè)谙耄遣皇怯没旌鲜降氖珪?huì)是比較好的？這種混合式的石墨是用自然和人工石墨混合在一起，當(dāng)然我們的研發(fā)也是會(huì)時(shí)常進(jìn)行變化的。
另外，改變硅，因?yàn)楣枋潜容^好的替代物，在20年前硅就被人們發(fā)現(xiàn)，硅基材料可能有太多體積上的變化。它用于負(fù)極材料，我們只用一部分的硅基材料。我們要推廣這方面的技術(shù)，量的添加應(yīng)該少于10%。最好是用硅碳的納米復(fù)合材料SCN的材料，主要是要抵制收縮情況，還會(huì)添加石墨，這是用于低膨脹的石墨，再加上SCN?，F(xiàn)在我們用一個(gè)比的硅，在2020年或者2023年，會(huì)有很多的供應(yīng)商用硅基材料來(lái)用于電動(dòng)汽車。我們剛才說(shuō)要提高電池的能量密度，還要考慮到續(xù)航里程。最終的續(xù)航里程是我們要尋求的突破。另外就是充電的方便性，作為內(nèi)燃機(jī)，需要全面燃油的負(fù)荷。作為電動(dòng)汽車，它要兩個(gè)小時(shí)，而內(nèi)燃機(jī)汽車實(shí)際上是非?？欤月愤叧潆姷那闆r能不能得到改善？因?yàn)檫@種充電對(duì)家庭住戶的焦慮來(lái)說(shuō)非常高。我們知道充電的行為主要是在家里或者在目的地進(jìn)行充電。
根據(jù)我們的調(diào)查顯示，95%的電動(dòng)車車主在家里有一個(gè)充電器，在停車場(chǎng)或者在公司都希望看到有充電設(shè)備。在充電設(shè)備當(dāng)中大家不應(yīng)該擔(dān)心這方面的問(wèn)題。德國(guó)的情況，他們認(rèn)為充電的地址最好在離家近的地方，占了大部分訪談?wù)?，還有41%的人認(rèn)為在城市公共的區(qū)域，公司或者購(gòu)物中心，還有休閑場(chǎng)所。根據(jù)我們的調(diào)查還有新的發(fā)現(xiàn)，快充是非常重要的點(diǎn)，最好是30分鐘內(nèi)解決這樣的目標(biāo)，這樣消除人們的充電壓力和焦慮，快充的技術(shù)提升，能給消費(fèi)者提供更大的便利，最好是15分鐘內(nèi)3.2C達(dá)到80%。充電的時(shí)間和續(xù)航里程來(lái)進(jìn)行配置，第一代的充電汽車是30分鐘，50分鐘第二代可以充到160-600公里，ICE可以達(dá)到700公里。我自己開(kāi)車是不會(huì)超過(guò)200公里的，根據(jù)你自己的行駛歷程來(lái)進(jìn)行適量的充電。休息時(shí)間，我們對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，一般200多公里，我們充電的時(shí)間可以控制一下，在第二代的時(shí)候只需要5分鐘就可以跑160公里的續(xù)航。這是我們未來(lái)想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
左邊到右邊的快充技術(shù)已經(jīng)極大的降低了充電的時(shí)間，極大的提高了我們的效率。我們要達(dá)到5分鐘之內(nèi)充到更高的續(xù)航里程。在快充的性能當(dāng)中，有幾個(gè)方法可以實(shí)現(xiàn)，我們也進(jìn)行了創(chuàng)新，包括：負(fù)極的設(shè)計(jì)、電極設(shè)計(jì)進(jìn)行更新、形狀控制、非晶體石墨上的碳土層、正極有一個(gè)低阻力的導(dǎo)電劑。在右邊，對(duì)表面進(jìn)行處理，能夠更好的來(lái)應(yīng)對(duì)熱的問(wèn)題，熱產(chǎn)生和熱發(fā)散的問(wèn)題，這是最大的充電倍率。在快充的過(guò)程中，我們非常擔(dān)心的是溫度上升所帶來(lái)的問(wèn)題，因?yàn)殡娦緦?duì)于高溫的敏感度是非常高。比如40多度的高溫情況下會(huì)出現(xiàn)老化加速的情況，它的電芯壽命會(huì)快速下降，我們會(huì)謹(jǐn)慎控制電芯的溫度，如何持續(xù)溫度到少于30%，最好是像人體溫度這樣的。
如何把散熱情況做到更好？在散熱過(guò)程中要考慮到每公里的熱反應(yīng)的情況，我們可以考慮更換原材料對(duì)電池模組進(jìn)行一定的變化，包括材料的選擇，這樣可以避免因?yàn)楦邷禺a(chǎn)熱帶來(lái)對(duì)電芯的影響。還有我們的軟包電池、菱裝電池（音），他們有更低的產(chǎn)熱情況。軟包電池有很多的聚合物所構(gòu)成，因此，菱裝電池和軟包電池有對(duì)熱性能不同的抗逆情況。軟包電池有它的問(wèn)題，電芯和溫度的影響很大，所以大家應(yīng)該不會(huì)有什么異議。溫度上升確實(shí)帶來(lái)很多的問(wèn)題，我們?cè)谝恢辈粩嗵剿鳌ｋ姵胤浅ＹF，我們要花很多錢，一個(gè)電池一萬(wàn)美金，經(jīng)過(guò)一次使用，實(shí)際上電池還是有可以的使用，我們要考慮到電池組可以進(jìn)行更好的梯次利用。我們要非常謹(jǐn)慎、非常精確的估計(jì)電池的壽命，因?yàn)楦玫碾姵氐膲勖軌蜃屛覀冇懈玫膶?duì)于壽命耐用性的預(yù)期。在比較長(zhǎng)的行駛歷程中要更多了解電池的生命周期和耐用性。
對(duì)于電動(dòng)出行來(lái)說(shuō)，價(jià)格是人們考慮非常重要的因素，消費(fèi)者的滿意程度是最大，如果電池出行的議價(jià)超過(guò)內(nèi)燃機(jī)車，是130%或者更低，現(xiàn)在主流的，更少的價(jià)格彈性正在引領(lǐng)市場(chǎng)。下一波我們會(huì)看到越來(lái)越多普羅大眾購(gòu)買的車型出現(xiàn)在市場(chǎng)當(dāng)中。根據(jù)主機(jī)廠的要求和分析和對(duì)消費(fèi)者的調(diào)查，能源的密度應(yīng)該到更大的瓦特小時(shí)或者更高，才能取得更好的電池組價(jià)格水平，在六千美金，續(xù)航里程要超過(guò)350公里。六千美金，作為電池來(lái)說(shuō)這個(gè)價(jià)格非常敏感。接下來(lái)我們要更多了解市場(chǎng)情況，這是第二波的情況，主要的驅(qū)動(dòng)是由電動(dòng)汽車提高的性能以及非常酷的因素所決定的。第三波是讓更多的人能夠買得起車，以及電池的價(jià)格也是大家能承受得起的。
非常感謝！
（根據(jù)速記整理，未經(jīng)嘉賓審閱）
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