金启航总经理肖振东:金启航固态电池市场化之路

彬彬评商业 2024-11-08 02:12:05

开拓新蓝海 共赢新周期!

11月6-7日,由起点钠电、起点锂电、起点充换电、起点研究院(SPIR)联合主办的2024起点钠电行业年会、2024起点锂电&两轮车换电行业年会(同期举办:2024第十届起点金鼎奖颁奖典礼/CINE中国钠电展)在深圳山燕子湖会展中心A馆隆重举办,现场1500+产业链嘉宾齐聚盛会,共探行业新篇章。

7日,在2024起点锂电&两轮车换电行业年会——专场二:固态电池技术专场,金启航 总经理 肖振东 发表了《金启航固态电池市场化之路》的主题演讲。

图:金启航 总经理 肖振东

以下为现场实录:

肖振东:大家上午好,我是山东金启航肖振东。今天和大家分享的是《固态电池商业化之路》。

众所周知,固态电池这两年比较火、比较热,部分企业也到了量产的前夕,部分厂家公布了产能规划,但是还是在样车试车阶段。这个市场到大规模装车需要多长时间?我们公司最近在进行A轮融资,和资方探讨这个问题,他们都问我,固态电池很火热,但是到大规模装车还需要多长的时间?他们心里面不太有底。固态电池是新物种,是新能源锂电下半场技术路线的重大颠覆,这个路很长。

从样车、装车、大批量装车,需要过成本关、工艺关、实体测试。就拿新能源汽车来讲,十年前的新能源汽车在市面上、在路上看到的非常少,这叫市场培育。经过了十几年的发展,2018年新能源汽车渗透率上升。固态电池是新产品、新物种,可以极大提高安全性能、提升能量密度,这个周期需要多长的时间,在座各位都比较清楚,这路很长。

电池技术路线各有各的特点,哪一条路线能走到最后,不好说,因为条条大路通罗马。金启航,大家可能都比较陌生,但是我们的团队在行业有很多年的经验,我们选择的是商用换电作为固态电池市场化、商业化的第一条路。

换电对电池的安全、循环性能、倍率、成本要求及其严苛,为固态电池的更新迭代提供最详实的数据。

今天,我从6个方面分享我们的方针策略。

我拿几个相关的行业进行了对比:商用换电、民用两轮车、电动摩托车。左边是2023年的出货数量,电动两轮车是6500万辆,单车配电是1度,2/3是用传统的铅酸电池,锂电占有率只有30%;电摩都是纯电,配电是3度电,去年出货量500万辆,注册的外卖骑手近千万,活跃是500万,我们测算锂电的年需求按照GWh计算,民用两轮车锂电大概是20GWh,电摩是15GWh,商用换电是10GWh。价格端,民用市场竞争最激烈,老百姓能接受的价格是600-800元一度电,电摩是以出口为主,能接受的价格是1000块钱度电成本。换电介于两者之间,外卖骑手要靠电动两轮车作为赚钱的工具,所以能接受的价格是800-1000。我们选择的商用换电原因在于这里。

循环寿命方面,民用两轮车是3-5年,商用换电是3年,新能源汽车是10年,整个电池的生命周期是1千次循环,网约车除外,因为它是做运营的。

倍率要求,民用是慢充慢放,换电是要快充换放。使用环境来讲,换电是外卖小哥要抢时间,环境很恶劣。

从成本角度,还不能太贵,否则租不起,所以换电是硬骨头。

现在金启航已经具备了量产的能力,第一个市场是做商用换电,经过三四年的市场沉淀,电池寿命能够经得起市场考验,3年没有问题。固态电池的倍率性能可以做到持续充电3C,持续6C放电,低温效果也很好,同时还有性价比,我们要大面积市场化、商业化,价格排在第一位,老百姓不买单,东西再好也很难走向市场化和商业化。因为我们电池的这些特性,决定了我们选择商用换电作为第一个主战场,也作为我们进军新能源汽车的跳板。

目前我们自己生产电芯,预估2026年装车,明年下本年开始,和上汽、广汽等初步接触。

金启航的发展历史,2015年成立,当时是为了军工的技术难题。固态第一代是2020年底,技术委托工厂生产出来,当时做了30Ah的软包,做了是十几万片,大部分投向换电市场。2023年为了适应市场的需要,公司成立了新平台。固态研发用的是中科院的聚合物,2015年的团队是在电芯的工艺、BMS、PACK端,固态电解质是中科院邓教授,从中科院退休之后过去十年的成果,实验室样品2018年出来,2022年才实现工业化量产。

这是2015-2020年之间做的项目,这边是做军方的枪击试验,中间是浸水试验。为了适应市场的需要,公司今年在佛山、顺德租了4多平的厂房,固态电池模组和无孔隔膜在佛山实现量产。10月,第2代固态电池批量出货持续投放换电市场(10MWH/月以上)。11月,产业转化合伙人企业固态电芯产能1Gwh调试完毕,具备批量出货供应能力。明年,上第3代的固态0.5GWh,后年是到3GWh。

这是山东的工业园,有15万建设面积,右边是佛山的。

金启航的核心技术:固态电解质,是邓教授过去十年带着团队进行的成果;高电压磷酸铁锂,大概在4V,今年年底会在新产品上使用。

关于电芯工艺,我们还有低温、高倍率等技术特点。模组上,我们自主开发模拟+数字模拟控制,还有PACK技术。

这是我们的离聚物电解质,主要由高Tg、高极性ANLi、BCEAM共聚物组成,其导电率明显高于凝胶固态电解质,相当于400%过度吸液的凝胶电解质,且具有更高的机械强度、弹性更好。采用复合电解质所制成的固态电池,安全性更高且有更大的放电倍率和更长的使用寿命。也是目前业界唯一能够在钴酸锂材料体系中可以安全通过针刺和重物冲击等测试项目的技术。

这是用了固态隔膜的电池特性,电导率、电化学窗口、界面稳定性和3C倍率,3C放电和0.33、0.5C的放电曲线基本一致,没有任何的衰减。

这是聚合物的半固态电池的特性,它的成本隔膜略贵,但是电解质的成本略有下降,其他的正极和负极都是普通材料,没有进行大的变化,持续充电是3C,持续放电是6C,温度工作范围是-30到80度,循环周期从2022年投入的商用换电到现在快两年,包括实验室测的数据,两方面佐证循环周期单担心在3千次没有问题,目前产能是1GWh。

这是我们的发展历程,2024年第2代无孔隔膜固态电池已经量产,大概1GWh的产能,主要是用耐低温的正极材料,能量密度是300瓦时/公斤,明年第3代把负极和隔膜一体化。后年是正负极一体化,隔膜取消掉。锂硫要解决很多技术问题,包括加工、运输环节,正极也要进行替换,从设备、工艺、材料等都要做大的变革。这个历史进程不是靠一家能完成,我们的固态电池是向业内同行输出,隔膜卖给同行企业,大家一起走,把固态电池尽快市场化、商业化。

最后介绍一下我们的队伍。

黄院长,教授级工程师、CEP工艺理论倡导者,曾任职加拿大“北电实验室”、美国“贝尔实验室”研究员。国防科学技术《磷酸铁锂替换铅酸电池》评审委员,所组织研发的高性能军用磷酸铁锂电源,在某战区检验评比中获得“全军领先水平”称号。

邓教授,曾任中科院化学所博士生导师;国务院颁发的政府特殊津贴获得者。先后担任了6项国家自然科学基金项目、7项国家“863计划”项目。是国内最早开展固态电池相关课题研究的学者之一,在锂离子电池领域有近30年的研究经历。为制造高安全性、高能量密度的聚合物固态电池奠定了基础,是该领域国内最知名的专家之一。

生产工艺团队是朱建华,曾为“宁德时代”初创技术团队成员。历任多家锂电公司创始顾问。

金启航具备了量产能力,并且有几年的量产实践。我们的想法是和业界同仁一起走,争取把固态电池尽快市场化,共同拥抱固态电池的明天,谢谢大家!

注:本文根据速记稿件整理,未经演讲者审核!

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