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昆侖化學郭營軍:新形勢下對電解液開發的要求及產業鏈布局分析

【摘要】:
昆侖化學郭營軍:新形勢下對電解液開發的要求及產業鏈布局分析

      香河昆侖化學制品有限公司董事長郭營軍在CBIS2018“鋰想”峰會上發表主題演講

  戳此進入峰會官方專題,了解更多會議信息:“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)

  2018年11月8日,以“新時代·破而立:前行中的產業轉折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開幕。香河昆侖化學制品有限公司董事長郭營軍在峰會上發表主題演講,以下為主題演講內容。

  香河昆侖化學制品有限公司董事長郭營軍:

  各位行業朋友、各位領導,大家上午好!

  我本人畢業后一直從事鋰電池行業,剛才看見鄭院士感到很高興,是因為2007年我們盟固利團隊跟著鄭院士一起去西藏考察扎布耶鹽湖。從工作以來,沒有離開過鋰電池材料領域,對它的感情是非常深的。剛開始在盟固利做正極材料,后來做電解液。今天帶來的報告題目是《新形勢下對電解液開發的要求及產業鏈布局分析》。

  電解液,如果把鋰電池比作人體,電解液就相當于人體的血液,這張圖左邊一個小小的液滴,一個電池里面就注這么多。右邊是汽車,沒有好的電解液,新能源汽車不可能運行,或者說不可能很好的運行。(PPT配圖用)北汽新能源的車還有一個含義,北汽也投資入股了昆侖化學。

  近幾年,新能源汽車產業在國家政策推動下發展非常迅速,截至目前今年已經增加了72%,傳統汽車銷售市場比較低迷,但新能源汽車銷售比較火爆,這也是國家所期望的。新能源汽車爆發帶來了動力電池相關的全產業鏈的發展機遇。正極、負極、隔膜、電解液都迎來了大發展。2017年電解液增長率30%,今年電解液全國銷售量已達到14萬噸,1GWh的動力電池電解液需求是1200噸。我們面臨很多的機遇,也有很多的挑戰,動力電池產業新形勢下比較重要的前提是能量密度不斷提升,補貼的額度越來越少,之前傳今年補貼下降40%,明年把剩下的補貼全部退出,2021年一點補貼也沒有。汽車市場發展由政策補貼驅動,轉為市場消費驅動,老百姓掏錢買自己喜歡的車,消費的層次也有一點分化,有的車里程要求越來越遠,有的是車要求更便宜,甚至要比燃油車還便宜,這都是消費出現的新變化。

  老百姓對新汽車的要求,要求車越來越便宜,里程越來越遠,安全性越來越高,今年出了一些安全事故,對電池企業也提出了一系列的成本上、性能上的要求,集中精力解決技術和成本的問題,退坡的情況下,以磷酸鐵鋰和錳酸鋰為主的電池應該會迎來比較好的發展,還有儲能市場也會發展,鋰電池裝在車上就是移動的儲能裝置,所以降成本非常關鍵,國家利用補貼政策,想盡可能快的推動鋰電池技術的升級,這是國家的良苦用心,如果沒有補貼推動的話,新能源汽車、動力電池產業的發展,技術更新不會那么快,發展很快,當然也出了一些問題,像安全問題。這是需要辯證來看,想辦法加以解決。比如目前在討論比較熱門的固態電池,就是要解決能量密度和安全的問題。固態電池到底能不能行,還很難說。中科院物理所正在開發的是半固態電池,走折中的技術路線,固態電池確實非常難,挑戰了物理上的極限。

  對于電解液廠商來說,我們也要配合大的形勢,不斷降低電解液的成本,提高它的性能指標。一只眼睛也要盯著新型電池的發展狀況,不要太落伍了,當然本身還是要做好電解液的開發工作。

  昆侖設定了自己的研發戰略,以新型電解液材料的研究和產業化為基礎,開發擁有核心技術的高性能電解液產品,做到獨一無二的配方,開發優異的電解液用新材料、添加劑、溶劑。我們與上游開發商結成比較好的合作關系,或者是戰略合作伙伴,盡力控制原材料成本。我們還要和電池廠做好研發協作,或者叫量身定做,我們吸引全球優秀的鋰電專家加盟,制定我們公司自主的知識產權戰略。具體戰略方向有幾個:一是配方研發;新材料合成;電解液與電池匹配研究;各組分間作用機理研究;電池工藝研究;電池工藝研究我們有一條試驗線,讓研發人員理解電解液在電池當中的作用。

  動力電池電解液的要求,現在大約有4種,能量密度越來越高,采用的電池技術,包括高壓實、高鎳、高電壓和硅負極。高壓實密度要求保持電池性能的前提下提高電解液的浸潤能力。我們通過電解液解決方向配方,與功能添加劑聯合優化,同時還要解決高鎳和鈷對電解液的催化和分解問題。高電壓這塊,解決正極與電解液界面的電化學穩定性導致的分解反應、內阻增加、金屬離子析出增多等問題,也是通過組合來解決。硅負極主要是解決充電過程中的富鎳膨脹、膜破裂,對成膜提出了比較高的要求,對成膜的柔韌性要求也比較高,否則很容易破裂。

  電解液主要分三元動力、高電壓、磷酸鐵鋰、高安全性。三元主要是研究正負極添加劑、低阻抗添加劑、抑制脹氣、溶劑和鋰鹽的優化。高電壓正極保護添加劑、高氧化電位負極添加劑,開發出來的可能是革命性的變革,4.5V以上的。磷酸鐵鋰本身的能量密度偏低,需要不斷的改善浸潤性。安全性方面阻燃電解液主要是加一些添加劑,另外一個方向是用凝膠電解質,這些技術都有,應用起來還不是很成熟。

  電解液有鋰鹽、溶劑、添加劑這幾個組成。我主要說一下今年形勢發生的變化,今年六氟磷酸鋰產能過剩,建成和在建產能大概6萬噸,而市場需求量不到2萬噸,也會受到原材料波動和環保政策行動的影響,未來可能1—2年之內,六氟磷酸鋰有可能還會出現供應緊張的局面,溶劑今年引起了大家的注意,天災人禍加上環保的政策,導致了市場溶劑,有近一半供應受到了影響,導致溶劑的價格上漲高大50%左右,同時也拉動了電解液的價格上漲,但電解液廠家從中并沒有受益多少,成本還傳導給電池廠家了。添加劑是現在研究的熱點,新的電解液主要是靠添加劑來改進的,是現在最大的變量。

  這是常用的一些添加劑,也是新型的添加劑,我們正在大規模研究的。含氮、含磷、含氟類的,像硅碳方面用的多一點,包括天然石墨方面。

  電解液開發的工作,有點像開發中藥,根據需求進行配方然后驗證,電解液的配方受電池結構、化學體系、使用要求等方面的影響。一些客戶在咨詢產品時會問,有沒有NCA電解液?有沒有811電解液?但這種要求是片面的,你一定要說出電池是圓柱還是軟包的,設計的時候,材料、溫度、體系、電壓窗口、電流強度、電解液成分等一系列要求,最后反映的結果是首次效率方面、循環容量壽命、存儲容量壽命、內阻、倍率、高溫低溫特性。抽樣了大量的結果以后,依靠數理統計分析得出的結論,我們開發了新型的電解液像NCA電解液,這是我們在客戶那兒的評測結果,包括與材料廠家合作,聯合研發新的電解液。這是811,因為有新添加劑的應用,可以部分解決一些問題。高鎳的材料在圓柱上面的應用基本上可以了,但是在軟包電池上還是不成熟的,現在成熟是622體系的電解液在軟包上面的應用,現在開始大規模應用,這是含氟的添加劑,有效提高電池壽命和內阻。

  產業布局是上游、中游和下游,上游和原材料廠家合作。中游主要有兩個:第一開發自主的添加劑和溶劑物質;第二和高校、企業合作,做好基礎研發工作。下游就是電池企業的緊密合作。我們公司2004年成立,2008年參與了奧運會大巴動力電池的供應,還參與了2010年上海世博會的項目。北汽2016年對我們進行了投資,2017年前海母基金、上海億宸對我們進行了投資,2018年我們成為了CATL供應商,這是我們的發展歷程。這是布局,北邊在香河,南邊是太湖邊上。

  這是實驗室做電池的試驗線,可以深入研發,這是湖州工廠情況,采用最好的設備和最精密的儀器。我們的客戶像盟固利、國能、寧德、孚能等等。

  性能優勢,我們是國內最早做動力電池電解液的公司,開發一系列的配方,基本上市場需要的我們都有。品質也是我們立足的根本,請了有20年電解液生產經驗的品質高管對品質進行管理。資源通過北汽的產業鏈的輻射,這是我們的規劃,實現了技術上的突破,2019年將建成2萬噸的電解液生產線,給國內的大客戶進行電解液的供應,爭取出貨量進入前4名,進一步提升產品水平和核心的知識產權,2020年我們有更高的目標,希望能做到行業的前列。

  謝謝大家!

 ?。ǜ鶕钨e現場演講整理,未經本人審閱)

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