说到锂离子电池,稍微了解化学知识的人应该都明白,其充放电过程无非是锂离子在2个电极之间往返嵌入。虽然原理听起来简单,但要做出好产品却很困难。在本刊对宁德时代新能源科技股份有限公司(CATL)市场总监杨琦短短1 h的采访过程中,他用最精炼、通俗的语言,不仅为记者介绍了动力电池行业的基本情况,还阐述了这样一个道理:“绝对不能用老眼光去看新事物。”
要做世界第一安全电池
在福建省宁德市有这样1家电池生产企业,技术上不断追求高精尖,志在引领行业快速发展,企业发展过程中不满足于国内市场的成功,而是勇于向国际电池企业挑战,它正是宁德时代新能源科技股份有限公司。CATL源于全球最大的消费类软包锂电池生产厂商ATL的动力电池事业部,于
2011年建立,2014年成为独立的全中资企业。目前,其2015年出货量已经超过了2 GWh,国内排名第二;由于排名第1位的比亚迪动力电池不对外销售,CATL是行业中名副其实的市场领导者。
2015年随着新能源汽车市场爆发,CATL收获颇丰,先后与大金龙、金旅、南车等整车企业敲定合作意向,其中,宇通90%的新能源客车都采用了CATL的电池。为什么主流客车企业都愿意与CATL合作?杨琦在接受记者采访时给出了5个关键词:安全、研发、人才、机制和使命感。
杨琦说:“电池是一个经常同危险化学品打交道的产业,正极脱锂后和满嵌锂的负极都是非常活泼的化学物质,电解液也是易燃化学品。据行业媒体高工锂电统计,进入2016年不到1个月的时间里,已经发生了5起锂离子动力电池自燃事故。”因此,CATL的目标并不是要成为世界销量第一,而是要做世界第一安全电池。CATL在电池生产中,从量子仿真、极片工艺、化学体系设计、裸电芯组装、电芯集成等每个步骤,在分子级、微米级、毫米级,直至成品,每一步都有严格的安全保障体系。
另外,CATL非常注重新产品研发,投入巨资与北京航空航天大学合作,建立了动力电池的安全可靠性研究中心及联合实验室;并与中科院、清华、北大、中国电子技术标准化研究院、中汽研以及德国MEET国家实验室、美国汽车工业协会、美国Argonne实验室、AVL等国内外领先的研发机构合作,给我国新能源汽车发展提供了大量安全可靠的动力电池。
在人才方面,CATL目前拥有国家千人计划专家1人,海归博士20多人,其他全职博士110多人,硕士900多人,这些高级人才被分布在新产品研发、智能制造、信息系统、人才管理等多个领域。除此之外,CATL还拥有着良好的管理机制和强烈的使命感,使其能够深入思考,前瞻布局,引导我国电池产业发展,深度服务我国新能源汽车市场。
杨琦告诉记者,以石油为燃料的传统汽车为人们提供快捷、舒适的生活的同时,也增加了国民经济对化石能源的依赖,污染了环境。随着资源与环境双重压力的增大,发展新能源汽车成为了国家的选择,这是新能源汽车发展的外因。
到目前为止,新能源汽车在公共服务领域得到了大面积推广。然而,大家对其未来的发展依然持怀疑态度,主要的观点是续驶里程不足、电池寿命不达标、不安全,等等。对此,杨琦解释说:“电动汽车技术发展只有数年时间,跟传统汽车100多年的发展历程不能相提并论,就好比2位不是同一重量级别的拳击手进行比赛;同时在人心中,传统汽车的运营模式和使用习惯已经根深蒂固,如果把传统车的使用要求强加到电动车上,就好比要求‘新生儿’立刻学习说话、走路一样,确实有点勉强。”
所以杨琦认为,未来新能源汽车发展的内因将会是新运营模式的出现。例如家里有1辆续驶200 km的纯电动乘用车,满足人们短途出行的需求;另外还有1辆通过网络共享的随叫随到的长续航车辆,解决长途出行的问题。这些新模式的出现,解决了人们对性能优越的电动车的需求,还培养出更加便利的生活方式。而CATL作为一家电池生产企业,未来要做的就是结合新能源汽车各种运营特点和人们的新生活方式,提供更加安全可靠,且能够满足市场需求的动力电池。
2016年新的新能源汽车补贴政策执行,补贴力度将会逐年缩水,直至退出。“当大潮袭来,岸上的人纷纷跳进海水中成为新时代的弄潮儿,而大潮退去,大家才会知道谁在裸泳。”杨琦认真地说,多年来为了推广新能源汽车,我国已经投入了大量资金,如果按照现在的速度发展下去,对财力和资源将会是沉重的负担。此时国家设立一个退潮机制非常合理,是希望大家尽快穿起“泳裤”,武装自己,才能信心满满地迎接下一个大潮。
对于三元材料和磷酸铁锂电池的特点,杨琦也进行了说明:“我国的磷酸铁锂电池大约经历了10年的产业化进程。国内优秀的电池企业,已经基本摸透了材料特性,进而设计出了相对完善的安全体系,因此已经在客车领域得到了大量应用。三元材料能量密度高,在乘用车等车身较小的应用中,有着非常光明的前途。不过,三元材料电池在超过200℃的温度下会析氧,一旦起火就很容易引起类似于连锁反应的热失控,进而猛烈燃烧。要打造一套能完美驾驭这种能量的体系,需要系统且细致的设计和验证工作。在公共交通领域,三元电池尚缺少足够的探索和经验,相信国家的暂停,主要是出于对公共安全的考量。”
另外,据杨琦介绍,三元电池的生产原材料中有稀有金属钴,且原材料完全依赖进口。随着新能源汽车市场的发展,2015年碳酸锂材料的价格已经涨了近4倍。在钴资源也被国际集团把控的情况下,三元材料未来出现价格暴涨的可能性很大。相较而言,磷酸铁锂电池使用的是地壳中丰富的磷、铁等元素,我国只要把磷酸铁锂电池的产业链做好,未来4年内实现电池成本大幅下降,直至补贴消失,在一些对体积要求不太高的应用中,可以基本实现市场化生存。
我国发展新能源汽车本是希望弯道超车,如果新能源汽车还要受制于人,弯道超车的意义何在?杨琦表示:“我国实施磷酸铁锂和三元材料电池2条腿走路非常明智。CATL的产能配置也是这个思路。三元材料电池能量密度高,针对对续驶里程更高需求的乘用车。磷酸铁锂安全性更高,针对客车的使用需要。”