【EV视界报道】9月7日，在2022第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上，中创新航科技股份有限公司车载产品中心副总经理郭其鑫表示，从2009年开始，我们是在行业内最早量产了磷酸铁锂电池，2012年是行业内比较早开始尝试了低镍三元就是111体系。在过程当中我们有材料应用、电池应用级别的创新，也有结构的创新，2019年提出的全极耳叠片电池，把很多以前电池的缺陷和传统的叠片电池缺陷进行了大幅改进。除了材料还有电芯层面的创新以外，进行大规模的理念创新。

以下是中创新航科技股份有限公司车载产品中心副总经理郭其鑫的演讲实录：

各位专家领导、各位行业同仁，大家下午好！感谢百人会的邀请，让我们有机会非常有幸能够在这里跟大家再次分享我们的“One—Stop高锰铁锂电池”。

在讲电池产品之前，首先我想花简短的时间跟大家一起回顾一下中创新航的发展历史，或者叫我们的产品创新历程。大家可以看到，从2009年开始，我们是在行业内最早量产了磷酸铁锂电池，2012年是行业内比较早开始尝试了低镍三元就是111体系。在过程当中我们有材料应用、电池应用级别的创新，也有结构的创新，2019年提出的全极耳叠片电池，把很多以前电池的缺陷和传统的叠片电池缺陷进行了大幅改进。除了材料还有电芯层面的创新以外，进行大规模的理念创新。

2021年发布的One—Stop电池，从设计和制造理念上完全重构了整个电芯组成，大幅简化电芯的设计与制造工艺，从而使得它的体积利用率、能量密度以及制造工艺简化上都得到了大幅提升。今天讲的One—Stop高锰铁锂电池，正是我们在材料体系还有结构以及设计理念上一次融合的结晶。我们的One—Stop高锰铁锂电池既包含了新材料的开发、新的电芯层级的化学体系应用，也包含了整个在结构制造理念上的更新。

既然叫高锰铁锂电池，突出的一个关键词就是高锰，为什么做高锰？从可持续发展角度来看，一个是持续高涨的碳酸锂价格，还有居高不下的镍、钴贵金属价格；另外，终端用户消费者对整车续驶里程的刚性需求，如何在二者之间平衡，这个也是我们最终选择高锰这条线路一个根本的出发点。锰作为储量非常丰富的过渡金属元素，一方面在资源上对人是友好的，有足够的资源储备，它的成本可以让我们更好地接受，它能够去支持我们这个产业往TWh时代成十倍、上百倍量纲的爆发。另外，锰作为价格比较高的过渡金属元素，在电化学体系里面能够发挥的能量是非常有潜力的，所以这是我们坚定地选择高锰路线来支持接下来电池技术的发展。

在高锰这条路线上，中创新航早在2014年开始了最初的尝试与探索，我们在2014年就已经把磷酸锰铁锂和三元电池做复合复配材料体系，已经量产过，那时候做了旅行车，其实有不少出货量，在市场上跑了很长时间，这是我们最早对于锰铁锂或者锰系电池的一次探索。2016年到2017年，重点发力三元电芯的时候，深刻意识到锰在材料体系里面的重要性。那时候记得大家去搞三元普遍都是对称的结构，111、622或者811，我们在那时候清楚意识到没有必要去把锰和钴的比例做对称设计，或者需要在这里面怎么样不断提高锰的含量，降低钴的含量，同时能保证更好的性能，这样才能够具备更好的可持续发展竞争力。在这中间的七八年，我们在锰的这条路线上一直都没有停过，今天我们把高锰技术又拿到橄榄石磷酸盐体系中，使得我们能够在橄榄石体系中让它达到更高的能量密度，能够把600—700公里级别的车型拿下来，降低车厂的压力，降低最终客户的购买成本。

作为新体系的电池，材料一定是第一要务。锰有它的优点，刚才讲过，储量丰富、电压高。在材料体系中尤其橄榄石材料体系中引入锰元素带来的缺点也是非常明显的，第一大问题就是它的动力学性能差，导电性不好，使得电池表现出来的阻抗高，极化大，尤其在温度比较低的时候，动力学性能表现非常差。另外一方面，由于锰的价态变化，会有一些更多的溶出，它的寿命其实要比其它体系电池会有明显的下降。要想在材料体系中把锰的含量提升到一个比较可观的程度，必须先要克服锰系的缺点。怎么去做？首先怎么样解决导电性差、离子和电子通路不好的问题，我们考虑锰元素怎么样做梯度设计，不一定是内外均匀的，可能有梯度设计，往外可以多一点，里面少一点，这样让整个导电通路更为通畅。第二，在这里面掺杂很多其它的过渡金属元素，来使得它能达到更好的能量与导电性能的平衡。然后，还有界面上的问题，在界面上做包覆，这里面一方面解决界面的导电问题，另一方面也有效地解决锰铁锂材料本身体相变化导致的寿命衰减问题。所以，有了这几方面材料的核心技术，才能使得高锰铁锂材料能够在电芯里面发挥让我们满意的能量密度、内阻以及寿命的状态。

到底如何做这些元素的掺杂？如何做烧结工艺分布？如何确定包覆方案？这里面有大量的试验，有很多过程的探索在里面。随着这几年技术发展，我们的材料仿真、电化学仿真在里面还是提供了非常多的帮助，比如掺了不同的过渡金属元素之后，电子能系到底能比以前减少多少，这样在设计初期就能给一些指导，来评估导电性内阻解决的情况。现在来看，不管是仿真科学还是实验科学，对创新路上提供的支持都是非常非常大的。

讲完材料之后，One—Stop高锰铁锂电池第二大关键词，就是One—Stop。2021年8月份发布了One—Stop电池，到今天为止，One—Stop第一代电池及系统，中试样品已经下线一段时间，One—Stop电池首先用了0.3毫米的超薄壳体，同时，用了无盖板一体式的极柱集成设计。这两个方案设计使得极片在整个壳体空间可以发挥到最大，One—Stop电池的装配逻辑跟以往的方壳电池有本质的区别，它没有入壳这道工序，实际在做入壳时比传统的方壳或者其它形态的长电芯容易得多，在壳芯和壳体之间留的间隙可以进一步减少。这些措施使得极片在壳体里面的空间利用到最高，从而支持电芯的能量密度提升到非常可观的程度。除了电芯以外，One—Stop系统采用了CIR技术，实际上是把所有没有必要的结构件尽可能简化节省，电芯跟箱体做高度的集成设计，从而使得箱体和电池融为一体。这时候电芯在PACK里面的能量密度保持率达到77%。这款PACK就是明年二季度量产的产品，实际上是110毫米高的矮包。大家知道在矮包里面，电池的能量密度更不容易发挥，因为结构件占的比例更高。我们在矮包里面已经把PACK做到152Wh/kg，达到600公里的续航；如果做到135—140高包的话，预期接近160Wh/kg的能量密度，这是第一代已经中试下线有一段时间的One—Stop电池和系统。

今天讲了One—Stop高锰铁锂电池会在OS电池的基础上结合第二代系统技术，第二代的系统技术也会做更多的系统级别结构与连接方式的重构，做空间的整合，从而把空间利用率再往上去提7%。同时，我们也识别现在行业的痛点，现在集成度越来越高，维护的代价、维护的成本越来越高。怎么样能够缩小维护单元，减少维护成本，实际上也是非常重要的课题。在第二代OS PACK里面重新设计了连接方式，重新做了系统布局，预期能够把整个维修单元减少到原来的1/4，从而降低售后成本的75%。

除了系统的空间以外，在整个热安全上面也做了一次创新。原有的热安全到现在为止可以讲行业已经解决得很好，但是只有一个问题，防护成本太高。原来的方壳对于不管是热的防护，还是对于高压短路的防护，现在都需要花比较大的代价，现在期望能够把热电分离，在热失控时喷发的高导电的短路物质跟电连接做一个分离，这样进一步减少系统的热防护成本和代价。

最后，总结一下， 我们期望能带来新的“六边形战士”，为行业提供更完美更理想的产品，一方面希望它的能量密度达到180Wh/kg，这是以前三元电池的能量密度，支持700公里续航。另外，希望可以实现更低的维修成本，同时换电、充电各种使用形式都能够兼容，加上零的镍钴用量，减少15%的锂用量，从而能够达到为终端消费者、为客户以及为行业提供更有价值的产品。