【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,瑞浦兰钧能源股份有限公司董事长兼总裁曹辉表示,瑞浦兰钧能源在2017年年底成立,和行业里面普遍不完全一样,我们是动力、储能两大业务版块稳步发展。
瑞浦兰钧能源现有32GWh的产能,实际出货量每个月接近2GWh,目标在2025年年底达到200GWh的产能。2021年储能行业排名第三,铁锂装机量第四,实际我们的三元出货量也不错,相对铁锂来讲还有一点点差距。在客户方面,储能客户不谈了,动力客户方面覆盖了国际车企、国内新能源车企和国内传统车企,也是比较全。
以下是瑞浦兰钧能源股份有限公司董事长兼总裁曹辉的演讲实录:
感谢百人会的邀请,尊敬的各位专家、各位朋友,大家下午好!今天下午的主题是以我们最新推出来的“问顶”电池助推新能源产业发展为主题,相对来讲不那么偏概念,我们讲得稍微偏实在一点,稍微来一点干货,给大家分享一下。
首先,介绍一下瑞浦兰钧,虽然只有四年时间,母公司是青山实业,青山实业是全球最大的不锈钢企业和全球最大的金属镍企业。瑞浦兰钧能源在2017年年底成立,和行业里面普遍不完全一样,我们是动力、储能两大业务版块稳步发展。瑞浦兰钧能源现有32GWh的产能,实际出货量每个月接近2GWh,目标在2025年年底达到200GWh的产能。2021年储能行业排名第三,铁锂装机量第四,实际我们的三元出货量也不错,相对铁锂来讲还有一点点差距。在客户方面,储能客户不谈了,动力客户方面覆盖了国际车企、国内新能源车企和国内传统车企,也是比较全。
技术创新是产业发展的核心竞争力。瑞浦兰钧能源走到今天,主要核心还是在于瑞浦兰钧能源本质是技术立本的企业,“追求原创,极限创新”是我们的追求。我们有6000人,1000多名工程师做研发方面的工作,核心来讲,主要在全新的结构、全新的体系以及极限制造,在这三方面做持续反复的开发。现在的产品覆盖了快充、长寿命、高能量密度的包括半固态电池700Wh/L,目前跟国际车企进行系统送样测试,合作比较深入。
瑞浦兰钧能源从极限设计的创新、极限制造的创新和极致工厂的创新。从极致工厂来讲,瑞浦兰钧能源建立的第一天开始就考虑未来市场极致的残酷性,从行业发展角度来看,瑞浦兰钧能源是行业里面第一家把单一的电芯制造厂房做到10万平米以上,提高规模效益,降低成本。第一栋厂房是10万平米,第二栋厂房20万平米,就是为了降低制造成本,为最艰难的竞争来做准备。在工厂的极致利用率方面,我们走得非常早。
今天跟大家介绍一下极限设计方面,目前通过多维固液界面设计和第三代结构设计来实现问顶技术实现突破。常规的70148112电池,磷酸铁锂比较流行的电池,2020年出来在132Ah,到去年年底到今年差不多142Ah,对应400Wh/L,我们现在实实在在把它做到450Wh/L,做到将近160Ah的水准,待会儿大家可以看一个具体的数据。我们讲的不是在实验室拿一个软包测试,而是正式的方形产品,如果核心客户愿意跟我们签协议,我们马上可以送样测试进行实测。
为什么能做到?在这里面做了两方面的创新,一方面结构方面的改变,一直以来对于做电池的人来讲,极耳到盖板的连接是比较大的问题,早期当极耳竖立着的时候,正极到盖板的距离28—30毫米,这是最早期的电池。后面当绕了一个圈,目前做得好的大概14毫米,行业常规是15毫米。瑞浦兰钧做了大量的努力,应该说持续反复,从设计到验证将近多年努力,我们成功从正极到盖板的距离压缩到8毫米,也就是说极耳占有的区域空间压缩了50%左右。在电池里面隔膜直接顶到盖板,这也是问顶的由来,隔膜实际上已经顶住了盖板,已经没有多余空间,把它用满了。我们以100毫米的电池高度为例,这个是电池用的比较多的,一般新能源汽车140的箱体高度,反馈到电池是110多,反映到的极片100为例,增加7毫米的正极片高度,可以提升7%的体积能量密度,意义非常巨大。
仅仅有结构的新还是不够的,还是达不到目标,达不到450。黄老师刚才讲,对于新能源汽车来讲体积能量密度比质量能量密度更加重要,我们一定要提升。一个是装满,另外需要提升正极负极的压实水准。提高压实带来的问题是微观固液界面的恶化,导致动力学性能的降低以及同样带来热力学性能的劣化。我们做了大量的仿真循环工作,包括做了大量的试验,现在主要是通过多维微观固液界面的设计,实现双高极片的产业化,高面密度、高压实,到底怎么用好?现在把压实做到2.55以上,来实现推广。我讲的这两个技术都是平台化的技术。这个是70148112电芯实测的数据,国标保有原始的数据,做下来在160Ah左右,实测的能量密度在450Wh/L以上。这是纯磷酸铁锂对石墨的体系,并不是掺了硅或者锰,就是纯粹通过电化学体系的创新以及极限全新结构的设计,来实现巨大的飞跃。
我们可以总结一下,以这款电池为例,放电容量做到162Ah,体积能量密度450Wh/L,电池循环超过3000次。有一些体积能量密度提升,包括极简结构的导入,一些部件的成本有比较大的降低,包括带来其它很大的改善,极耳的高度大幅缩短,带来导电能力的提升,倍率性并不会降低,可能进一步提升。大家最近聊得比较多,包括头部企业宁德时代提出电池的倒置,我们这款电池前面跟大家讲过,因为我们的极耳已经顶到电池顶部,这款电池基本是固定在里面,接近于全固定的结构,可以多维度放置,可以立着放,可以躺着放,可以倒立放,也可以侧着放,都可以,给我们的客户提供多元式的选择,有效的改善企业在市场中的竞争格局。
除了电芯以外,电芯通过结构的创新和电化学体系的创新实现了将近15%的体积能量密度提升,怎么进一步让汽车的客户能够有更好的感受?在系统设计方面也做了大量工作,最传统的动力电池结构,我们实现比较大的飞跃,CTP大模组结构,传统的CTP结构带来一个问题,可维护性以及可重复利用性偏弱,有一些胶粘的因素,制程当中烧结,可能带来比较大的问题,这是一方面。另外一方面,电池需要梯次利用,尤其磷酸铁锂,梯次利用的价值很高,不能拆卸只能当废品来卖,对于整车客户来讲是非常不合适的。当时我们设计了做双排、三排甚至多排模组,怎么样能够帮整车客户一起解决这个问题。我们当时做了一个可拆可换的大模组CTP结构,主要原理就是利用了四个电芯的R角,把R角扩大,中间留出来一个机械的固定结构。在大模组里面,早期1米长的时候,左边三个,右边三个,一共六个固定点。对于瑞浦兰钧的结构来讲,可以增加中间七到九个固定点,大幅提升系统了结构强度和稳定性。
一方面通过电芯提升,另外通过系统提升,整个电量可以提升到45%以上。通过电芯到系统综合的应用,包括综合的改善,我们是平台性的技术,这个技术不仅仅对磷酸铁锂、三元,对第三代的磷酸锰铁锂都有非常大的帮助。对我们来讲,磷酸铁锂经过技术的提升以后,可以做到700公里的续航;对于中镍石墨的可以做到650Wh/L的能量,甚至可以做到800—1000公里的续航。刚才中科院黄老师讲到新材料的创新,如果匹配我们的平台技术,可以往前走得更远。
长期以来有很多车企客户,大部分都是在300到600公里续航,现在主要以400到600公里续航为主,目前也有两个客户选择了问顶的结构来做600到700公里续航的磷酸铁锂,还有700公里以上的三元。瑞浦兰钧能源这款技术的突破会对行业有非常正面的作用,可以给客户带来少冒一点电化学体系安全的风险,来达到降低成本,提高续航,提高可靠性的目标。
供应链方面的布局方面,瑞浦兰钧能源母公司青山实业针对新能源产业进行了全球性的布局,包括碳酸锂、硫酸镍、硫酸钴,包括石墨资源方面,在产业链的合作应该说遍布全球,国内主流的材料厂商都是我们的合作伙伴。我们希望做一个稳定的供应链,给我们的客户提供更优质、更稳定的服务。
为什么选择瑞浦兰钧能源?我们在这里面除了有产业链的资源、核心的自主知识产权,包括持续稳定的创新能力,青山还拥有全球最大规模的制造能力,在千亿级不锈钢领域金属镍领域积累了大量的经验,这也是为什么是瑞浦兰钧是青山,瑞浦兰钧是行业里面第一家做电芯十万平米厂房的根本因素,我们有供应链的优势,有自主知识产权的优势,有持续开发的能力,还有大规模制造的经验积累,相信可以更有力助推客户车企、产业的发展。