一代材料一代鋰電池，材料是推進鋰電池進步的核心和基礎。
繼昨日(10月18日)重磅演講之後，10月19日，高工鋰電(2018)國際鋰電池關鍵材料技術創新峰會精彩繼續。本次峰會由高工鋰電主辦，邀請了鋰電材料各個環節及動力電池企業超80位行業專家、技術領袖及超400位業內人士就現階段動力電池核心材料的技術研發創新、產業化升級等進行共同探討。
今天會議探討分為“動力電池新材料創新與產業化應用”、“動力電池pack系統升級材料升級之路”、“鋰電材料回收與循環利用技術應用創新”三大專場，13家企業高層深入分析了各個環節材料創新發展趨勢，給行業發展獻言獻策。
◆動力電池新材料創新與產業化應用
【01】
會議伊始，高工產研董事長張小飛博士率先作“中國鋰電池關鍵材料產業發展報告”，對鋰電池四大材料市場規模、價格趨勢、競爭格局、發展趨勢作了全面深入的分析，獲得與會人士的高度讚賞。
張小飛博士表示，鋰電池能量密度持續提升，特別是動力電池，其中提高活性物質的克容量為比較有效的手段，如正極材料目前主要通過提高鎳含量以提升三元材料克容量，負極材料通過硅碳複合以提高克容量。
雖然高鎳三元趨勢確定，但其應用仍有諸多問題，特別是在方形及軟包動力電池;硅基負極材料可穩定生產，但也面臨導電劑、電解液匹配等問題；預計到2020年硅碳、高鎳才會大批量、高佔比滲透。
隔膜趨向薄型化、功能化，企業產業鏈延伸佈局增多；電解液添加劑是各家企業的核心競爭力，未來對新型鋰鹽添加劑(如LiFSI)和高鎳電解液特種添加劑的開發將加速。
【02】
今年以來，富鋰錳基材料市場化應用有提速之勢。7月，奇瑞商用車(安徽)有限公司與浙江遨優動力系統有限公司簽訂戰略採購協議，達成就2018年3000臺MPV電池及2019年2萬套MPV及1萬套專用車合計20億WH動力電池採購合作。
高工鋰電瞭解到，目前包括當升科技、國軒高科、中航鋰電、桑頓新能源、江特電機等電池/材料企業都在佈局及儲備富鋰錳基技術路線。
遨優動力研究院研究員劉燕林博士在本次會議上發表了“富鋰錳基電池技術的市場與機會”的主題演講。他表示，目前富鋰錳應用擁有三大難點：一是首次效率低，不可逆脫氧及電解液分解；二是導電性差，離子導電性；三是高電壓電解液匹配難，配套電解液高於目前常見電解液電化學窗口。
針對富鋰錳的技術難點，遨優動力給出了氧化物包覆、離子摻雜、研發功能電解液添加劑等解決方案。使得新一代的循環特性、電壓平臺變化已與三元相當。
劉燕林介紹，目前遨優動力富鋰錳電池成本已經做到0.8-1.0元/Wh，且循環特性、電壓平臺變化和三元相當，完全符合國標3C/1C放電容量>90%。在今年的推薦目錄中，已經有兩款搭載遨優動力富鋰錳電池的車型入圍。
【03】
諾德股份(600110)常務副總裁陳鬱弼發表了“打孔銅箔的產業化應用現狀”的主題演講。他表示，鋰電銅箔走到6微米在動力電池上的應用已經到極限，再往向下走在充放電、倍率等動力電芯性能方面沒有更大的改性。未來，打孔銅箔才是市場趨勢。
這主要出於兩方面的考量：一是銅箔兩面負極材料塗布厚度不一致導致正負極電化學反應效率降低。在銅箔的兩側面能塗布的碳素材料的厚度不均勻時，電池的活性物質，即鋰離子的利用效率就會下降，因此會引起電池的電容量的下降。為了避免這種現象，打孔銅箔將進行雙面精密塗覆。
二是鋰離子電池能量密度與安全性之間的平衡。選用更加輕薄的箔材或者給箔材做打孔處理能夠實現這兩者之間相對平衡。
目前，諾德股份旗下全資子公司青海電子材料產業發展有限公司已經研發成功並開始對國內主流的動力電池企業送樣。“目前打孔銅箔在國內還屬於一塊“處女地”，在開發當中，現在用量主要是在日本，用量也不大。我們希望能引領這個潮流，除了性能外，現在也在成本上面做了很多琢磨，相信產品推出來會有很好的反響。”陳鬱弼說。
【04】
當升科技董事、總經理李建忠帶來“高鎳三元材料面臨的挑戰與對策”的主題演講，圍繞高鎳三元鋰電開發應用現狀與趨勢和當前面臨的問題與挑戰等內容進行展開。他介紹介紹，在圓柱電池中，NCA/NCM811可以單獨使用，且Ni%可以達到88%；在方形和軟包電池中，NCA/NCM811通常與LMO或NCM523摻混使用。
其實在軟包和方形用811的開發，國際巨頭在2013年、2014年已開始。但當時終端客戶車廠原計劃在2018年推出811的應用，後又推遲了計劃，可能要推遲到2021年以後對811批量應用。目前媒體說811技術不成熟，這可能是一個誤解，這既有技術上的謹慎性，還有車企需求的變化。估計今年會有一部分的軟包和方形從開發上完成，到明年會有一部分的應用
目前業內對於高鎳三元規模應用的安全性表示擔憂。對於高鎳三元的安全性改善方案，李建忠表示，目前主要可以通過提高強度、單晶化、核殼結構、摻雜改性、包覆改性、金屬異物控制、固態鋰電池設計等方法進行改進。
【05】
從全球鋰礦資源分佈和電池級碳酸鋰來源來看，鋰雲母提鋰目前開發量不到2%，這也意味著這條技術路線還存在著巨大的機會。一家新晉碳酸鋰企業——江西九嶺新能源有限公司CEO魏鼕鼕在本次會議上作出以上研判。
魏鼕鼕判斷的依據是，一是全球鋰雲母提鋰佔比不高。2017年世界鋰鹽的產量摺合碳酸鋰當量為23.54萬噸，其中鹽湖提鋰佔比60%左右，礦石提鋰佔比40%左右，其中鋰輝石佔38%，雲母提鋰佔比只有不到2%；二是國內鋰鹽產量依賴進口，國內鋰資源豐富，待開發程度高。
九嶺新能源地處江西，依託宜春豐富的鋰雲母礦資源，於2011年開始鋰雲母精礦提取工作。目前，九嶺新能源在今年6月新增了一條年處理80萬噸鋰原礦選礦生產線，自有選礦能力突破100萬噸，並且已經實現電池級碳酸鋰的量產，規劃2019年產能將達到1.5萬噸。
【06】
金銀河鋰電裝備事業部總經理李小云發表了“鋰電池電極智能知道先進方法”的主題演講，分享金銀河對於動力電池前段智能製造的創新工藝與經驗。
他介紹，金銀河產品結構包括電池漿料螺旋混合全自動生產線、正負極投料系統、攪拌機、高速均質機、塗布機、輥壓分條一體機等鋰電前端自動化智能裝備。其中，全自動雙螺桿漿料生產線、雙面擠壓極片塗布機成為公司拳頭創新產品的代表。
具體來看，全自動螺桿漿料生產線適用於各種材料體系的幹、溼法工藝，主螺旋運行轉速600轉/min，但每分鐘能完成模切剪切分散10~12萬次。瞬間出漿料。其特點在於高硬度、高耐磨、高耐腐蝕，並可進行除鐵過濾。
雙面擠壓極片塗布機可實現1米烘箱對應1.5~2.0m/min塗布速度(與材料特性和塗布厚度有關)，寬幅塗布500~1300mm，面密度≤±1%，cpk≥1.33。
李小云表示，目前公司已佈局從上料、攪拌、塗布、輥壓到分切的全線產品，並實現了全自動無縫銜接生產。基於對產品品質的嚴控，未來金銀河的重點將落在鋰電池前段製片領域，爭做鋰電前段智能裝備一流解決方案提供商。
◆動力電池pack系統升級材料升級之路
【07 】
南京創源技術中心總監劉峰發表“新能源汽車輕量化的整體解決方案”的主題演講。劉峰表示，整車輕量化包括車身輕量化、部件輕量化、電系統輕量化、驅動系統輕量化和底盤輕量化。其中，電系統輕量化主要包括pack成組效率、CellED和新材料/新技術的量產應用。
在pack結構輕量化過程中，可以通過去模組化、取消從控、電氣件輕量化、FPC取代傳統線速、箱蓋/箱體材質輕量化等方式實現。同時也提出了水冷系統外置、箱體高度調整等一系列技術猜想。
【08】
在本次會議上，瑞德豐副總經理陸賓林對於結構件輕量化的趨勢和具體進展做了詳細介紹。作為國內動力電池結構件的代表企業，瑞德豐在該領域進行了前瞻性的技術攻關，通過結構、工藝、材料的優化升級，實現降低結構件的重量、減少結構件的數量、增加電芯容納體積等。最終達到動力電池系統輕量化的目標。
在新結構上，瑞德豐通過重新進行結構設計，將此前的超過二十個零部件降低到現有的十來個，甚至低於十個零部件，通過結構優化，降幅為30%以上；在新工藝上，通過對動力電池結構和電池組裝工藝改進，可以將電芯容納體積增加3-5%；在新材料環節，瑞德豐將電池負極純銅改為銅鋁複合極柱，pack環節則將銅連接改為純鋁連接，電芯連接件重量下降60%以上。
瑞德豐在優化電池結構上申請專利206項,其中發明專利28項、外觀設計專利41項、新型實用專利137項。與此同時，其掌握了電池安全閥體及短路穩定控制技術、新型結構減重設計、大型鋁殼拉伸成型技術、Busbar快速成型技術等核心競爭力。
【09】
浙江凌志新材料有限公司研究院院長張春暉博士發表“PACK安全防護材料選擇&未來發展趨勢”的主題演講，他著重講述了有機硅材料在動力電池PACK環節的三種應用：密封防水，PACK熱管理輔助，PACK隔熱、耐火防護。
密封防水方面，張春暉表示，發泡硅膠密封圈是目前箱體密封的最佳選擇，行業70%以上的企業在使用，但存在裝配速度慢、價格貴等缺點。
考慮到用其他材料替代，在特斯拉Model3中應用的硅酮密封膠是不錯的選擇，這款材料密封性好、成本低，而且塗膠速度快，可實現自動化，但不易拆卸，這也是讓許多企業望而卻步的主要原因。未來，硅酮發泡密封膠將集合上述兩款材料的所有優點，並完全克服其缺點，實現完全替代。
PACK熱管理輔助方面，張春暉主要集中介紹了有機硅材料在電加熱系統輔助，液冷系統減震支持，電芯間均熱輔助材料，電芯、模組間粘接導熱中的實際應用和未來發展趨勢。尤其液冷系統的興起，有機硅材料作為液冷板支撐迎來了自己的新機會。
PACK隔熱、耐火防護方面，張春暉介紹，動力電芯和箱體具體應用的材料有差異，超低密度的灌封膠(密度標準至少要達到0.6g/cm3)在動力電芯方面應用效果最好，能夠阻止電池起火時引起的熱擴散。
氣凝膠、複合材料、各種泡棉是動力電池系統箱體隔熱、耐火防護的多種常見材料，目前，氣凝膠玻纖棉、有機硅發泡材料也開始在市場中漸露頭角。
◆鋰電材料回收與循環利用技術應用創新
【10】
中南大學教授李薦 就動力電池梯次利用及材料回收技術和趨勢做了詳細介紹。
對於動力電池的回收，應遵循的原則是先梯次利用再回收的原則，從梯次利用來看，其主要應用市場分為三類，一是以鐵塔為代表的儲能領域，市場容量大於100Gwh;二是以低速車、電動自行車為代表的動力電池領域，市場容量大於120Gwh;三是其他替代鉛酸電池的領域，市場容量大於200Gwh。
在動力電池材料構成及回收上，國外目前主要分為溼法冶金技術和火法冶金技術。而從國內來看，目前動力電池回收的技術主要為傳統溼法冶金技術，李薦介紹，這種技術的面臨的問題是工藝流程長、汙染治理成本高;針對三元鋰電池合適;不適用磷酸鐵鋰電池。
針對目前的回收技術，李薦及其團隊在國內推出了全組分物理法回收技術，這種技術通過精確拆解、材料修復的方式，實現了四大效果。
一是物理法，可以實現無汙染、工藝流程短；二是電解液、隔膜、電極材料全組分回收，回收率高;三是既可以處理磷酸鐵鋰電池、也可以處理三元鋰電池;四是經濟性好，根據測算，其技術可以實現毛利達35.3%，淨利率20.8%。李薦介紹，目前其團隊已經規劃在天津投資建設動力電池回收處理工廠。
【11】
中國汽車技術研究中心政策研究中心項目主管李震彪發表“動力蓄電池回收利用行業發展現狀及趨勢”的主題演講。
李震彪介紹，目前動力蓄電池回收利用行業還存在七大問題：①缺少動力蓄電池回收利用專項法律法規；②廢舊動力蓄電池回收體系暫未有效建立；③廢舊動力蓄電池回收利用的價值鏈暫未打通；④政策標準體系等亟待進一步完善；⑤對動力蓄電池回收利用技術和裝備研發支持力度小；⑥報廢汽車回收拆解企業亟待技術升級；⑦對梯級利用行業缺少引導和規範。
【12】
格林美副總經理張宇平博士發表“履行EPR，落實LCA，共建共享新能源全生命週期價值鏈”的主題演講。EPR指生產者責任延伸制，它的核心就是誰生產誰負責，或者誰汙染誰付費；LCA指全生命週期的管理。
基於這兩個生產管理理念，格林美自2015年開始提出了一個新思路，就是從動力電池回收開始要打造新能源全生命週期價值鏈，保障鈷鎳稀有金屬資源回收循環利用。
公司以報廢汽車回收、汽車生產企業回收、動力電池生產企業回收、自營新能源平臺回收、梯級利用企業回收為基礎，構建動力電池回收大體系。
“這個新能源全生命週期價值鏈是開放式，可以跟在座每一位進行合作。而格林美目的就是要通過回收來獲取裡面的戰略稀缺資源，比如說鈷、鎳。”這正是張宇平博士提出的格林美價值所在：不單單是一家收破爛的企業，最主要的價值在於變廢為寶。
目前，格林美通過動力電池回收體系提煉出的鋰電材料已經融入三星、CATL、松下、比亞迪等世界優質供應鏈，進入世界第一梯隊。格林美的目標是：致力在2020年打造為循環利用動力包30萬套以上的動力包回收與梯級利用中心。
【13】
華友循環總經理鮑偉發表“分享創新價值，共擔環保職責”的主題演講。華友循環是華友鈷業旗下子公司，佈局全球資源，目前已收購韓國等多家資源回收公司，參與歐洲資源回收公司體系建設；在國內目前主力打造華南、華北、西南三個區域的回收網點，規劃未來3年內建成2-3萬噸/年的無害化拆解處理產能。
鮑偉介紹，公司合作模式有：1、回收公共平臺建設，建立公共回收服務網絡，提供測試分選，為合作伙伴挑選梯次使用電池，報廢蓄電池進入再生體系；2、戰略合作模式，從提供蓄電池原料產品價格優惠、到合建回收渠道、鎖定廢舊動力蓄電池回收、確保再生材料提供的一體化合作模式；3、股權合作模式，與電池生產企業、汽車生產企業、梯次利用企業、再生利用企業股權合作模式；4、代工模式，提供物理拆解、提純冶金代工服務。
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