5月23日，CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。北京当升材料科技股份有限公司陈彦彬副总经理在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

谢谢杨老师的介绍，谢谢组委会的邀请。我借这个机会汇报我们在正极材料NCM和NCA的研究进展。介绍三部分：

一、公司介绍。2016年到2017年，当升在三元材料的出货量在国内排第一位，而且我们的出口量也是排第一位，在中国出口到日韩三元正极材料，我们一家占40%。所以我们很多材料也都是用在日韩的，包括国内很多顶级的动力电池的项目上，所以昨天杨博士说，日本、韩国的高镍材料做得很好，我们很多材料在国际市场占有一席之地，除了搞四个自信还要加材料自信。

二、正极材料的挑战。

第一，原来做动力电池是做在车上，现在有更大的挑战是做梯次利用。要满足两个生命周期，我们原来讲在车上用两千周衰减到80%，这是以容量为例。做到储能再用两千周或者一到两千周衰减20%，除了这几种失效的模式，第一种黑线更好，容量保持很好，而且最后很平稳，内阻比较稳定。蓝线是到循环的后期，可能内阻变化会非常大。第三种情况是装到储能上，检测没有问题，装上储能可能电池很快死掉了。我们看到很多，关于电池健康度，怎么满足两个生命周期，光说容量、内阻是不够的。像在座各位体检一样，中小选手体检项目很简单，45岁以后体检项目越来越复杂，全面检测人体的健康度。对电池也是一样，要想电池满足两个生命周期，要求是更高一些。如果要满足车的使用要求，要满足两千次以上十年以上，储能是十年有一千次甚至两千次的寿命，满足这两个周期，最低要求是三千次以上。最好是做到四千次。我们当升设计的目标一般是要达到四次在80%的寿命，而且同时全生命周期里面阻抗的变化、存储性能的变化，包括安全性、一致性做到最优化。

第二，三元材料不好做，但是我们不得不做更高能量密度的材料。第一个做法是高镍化，我们原来说的811、NCA，后面还有，可能要做到镍90以上的高镍材料，一方面能量密度要求，第二方面是基础钴的价格持续上涨，高镍化的材料肯定有更好的性价比。高电压的材料，从52362，不排除811以后有高电压的材料。三元材料里面最大的问题是不管哪种材料，要想把寿命做好，常温寿命、高温寿命和存储性能，还有安全性，其实都是有很大的挑战，镍越高挑战越大，这是引用的一个图片。它的特性是颗粒的粉化和裂纹。和我们做钴酸不一样。既然粉化，第一个办法是把它做成单晶，做成单晶，它的寿命，包括安全性，红色的曲线就可以看到寿命和安全性会更好。下面是小颗粒的三元材料，大家追求高能量密度的时候，在做极片的时候，压出裂纹和粉化，这时候会带来安全性问题和衰减的问题，所以要做单晶化，大家会有顾虑，容量会不会更差？其实不会更差，反而会更好。后面有些设计。当升也有5SC、6SC、8SC的产品。

第三，沿着原来的做法，把前驱体做结实。刚才讲的前驱体非常重要，要做好三元材料要做好前驱体，市场上拿的前驱体，三元材料一般拿10微米，因为最好做，最容易成球。要做20微米可不可以？难度很大，像西瓜一样，长到一定的个头，就崩了。5微米一下就可能不成球。所以前驱体的技术方面还是有很多的技术，包括做单晶的前驱体又不一样。搀杂，高镍材料，稳定材料晶体结构，使其耐受高温、高电压。

包覆处理，三元材料表面，那就是说有些元素会稳定材料的性能，非常有效。但是扩展不好，存在的形式是点包覆，覆盖度不够，有些材料的效果差一点，但是覆盖度很好。我们就像做喷漆一样，组合起来让它达到最好的性能。三元材料刚才讲了，我们尽可能的把这个机体做得更稳定，除了包覆，把它前面做得更稳定。这种团聚体的材料做得更结实，裂纹不可阻挡，可以缓解，但是裂纹粉化不怕，像钢材一样，钢材的腐蚀能力，你做成钢粉，压碎之后，抗腐蚀性很差。外面再做上包覆处理，这是我们的一个思路。包覆层保存完好，比较稳定的时候，当然是最好的。大家做极片压碎，我的材料也比普通的材料的循环寿命和存储性能更好一些。

动力电池材料的装备很重要，必须是可靠性很高的大产能的生产装备，我们也建设了江苏当升，在南通市下面的一个省管市动力电池生产基地，目前有1.3万吨的产能，加上原来的工厂，有1.9万吨的产能。

三、高通能量正极材料，NCM和NCA的进展。

523一带而过，后面四个黄色是大家比较熟悉的，5E系列，5E12、5E5D分别对应能量型和功率性，国内有些公司都是用我们的材料，还有北汽新能源材料，250公里和400公里的车型，我们的材料基本包圆。5ES，这是昨天提的澳大利亚的很多材料都是我们的储能材料做21700的电池。最后一个是单晶化的材料。

12微米能量型材料，在4.2V下做到四千周的寿命，高温也可以做到2000多周的寿命，这还是有一定的挑战。今年随着补贴标准的要求更高，大家已经开始用来做高电压的材料，高电压下可以做到240WH/KG，今年已经批量生产。材料还是那个材料，因为设计有冗余，随着电池厂技术的进步，用电池压的侧料。这是高倍率的材料，我们对标的是333，原来的启停电源都是用333，523的性价比很高，成本低，我们在存储性能上，右边的图是测5E5D和容量的保持率有明显的优势，寿命更好。仅仅是333的一半。这是我们的储能上的项目，蓝色就是我们的材料，高温寿命，甚至高电压下的应用，寿命是非常好。

单晶化材料，我们也有5SC的材料，单晶化程度比较高，它有更高的压丝密度，比竞争产品更高。所以你会担心单晶化程度高，是不是容量更低？其实容量更高、倍率更好。大家可以看一下绿色的线，每个电流下，我们输出的电压，尤其低SOC的状态下输出更好。当然我们也做了全电池的存储，容量的保持率和恢复率比竞争材料好很多。全电池的电压、寿命也是表现很大的差异。单晶材料，为什么大家会疑问，当升和别的做的为什么不一样？通常的做法是多加锂、多高温烧，最后不行再加助融剂，像我们做电池一样，安全性解决不了，加助燃剂，这个不能提高电池性能。这是我们保持性能更优独到的地方。

关于622，前两款是三年前已经量产，在国内的车型和欧洲的车型沿用。经过这两年的开发，开发出第二代系列化的622材料，第三款是612容量达到187毫安时每克，单晶材料达到168AH/G。这是最早SK的电池，在北汽新能源用的，用韩国的材料只有两千周的寿命，蓝色的是我们的材料，达到四千周的寿命，低温性能很好，北汽新能源用我们的车，Pack没有加热系统，冬天充电，这是国内比较少见的，不带加热系统的充电宝，所以材料的低温性能也是非常好的。这是我们新开发的第二代高容量的材料。

这个材料最后一列是6E2，6E是两年前量产的材料。这有一款大颗粒和小颗粒搀混而成的。大颗粒，D就是大颗粒，容量达到185，小颗粒达到194。和原来的622的容量高出来十几毫安时，而且它的捏含量是655，钴155，这样降5%的钴含量，成本降低2万，容量提高了7、8毫安时，是这样的，所以性价比非常高。这里面有奇怪的现象，这个材料电压做出来更高。在座有高水平的学者愿意研究这个材料，我们可以提供这个样品，我们的材料是比较典型的商业化的这些产品，你可以做一个研究的标的。

循环寿命可以保持同等的水准，循环过程中DCL的增幅更小，所以第二代材料在成本、容量方面都表现出更优的能622也有单晶，单晶也可以做到更高，碱性杂志、密度，比表面更有特点。我们这个材料可以看到和同行相比，高出6毫安时，这是一个可以保持的优势，电压也有明显的优势，循环寿命相当。

大家可能有一个疑问，做成单晶化是不是下降？我们把标准的662、6E2，还有6SC，也是标准的622，第一列和第三列可以做对比。最后一列的样品，单晶化的产品可以到185，比611高三四毫安时，倍率的体现，不同倍率下放电容量是百分比，单晶材料更高。单晶输出电压更高，单晶材料的性能表现更优。这里面有我们理解的原料，虽然团聚材料扩散力度很大，但是一次颗粒的接触很差，经过充放电里面还是有些空隙，单晶化材料虽然路径长，但是内部没有界面，这像高速公路一样，扩散通畅，没有断点，团聚体的扩散距离很段，但是羊肠小道有塌方、沟壑，单晶材料，有些说确实比团聚体更好，看他们的公益怎么设计的。单晶材料循环稳定性和DCIR增幅比较好，6E2表现更加突出。

热稳定性的比较，热失控的温度确实更高，包括峰值温度更低。电晶化材料有很多优势。

8E容量达到206，这是4.3V、0.1C的结果，8E2，8SC，单晶体可以做到125，那个单晶容量高，除了刚才说的原因，镍含量更高，越高越需要单晶平衡稳定性和安全性的问题。

我们第一款做的10微米镍83的材料，811不是标准的811，这是行业的约定俗成的组成，通过搀杂和包覆的技术，都有，我们的容量可以达到206，可以看到除了容量相当，我们的材料特点就是，所有的材料，基本上输出电压会做得更高，保证初期的DCR要更低，有这方面的积累。循环寿命更好，再循环过程中DCR的增幅会更小，这是我们自己评测的数据，可以做参考。

我们在实验室也做小软包电池，1000周93%的保证率，我们的水平做2500周，在座专业做电池的厂家可以做到3000周。国内也有做圆柱电池，这是客户的实际测试结果，寿命可以达到1500周，圆柱电池用没有包覆的材料，这个材料的寿命是700、800周，0.5C接近1000周，这个材料EC充放达到1500周。寿命的指标上应该可以满足圆柱电池和软包电池的要求。

我们进一步提升容量，就可以达到210毫安时每克。左边第一列是韩国的材料，208毫安时每克，我们做到201毫安时每克。电压输出的特性，我们还是有一点点优势。包括寿命，寿命基本上算是相当或者略好的水平。

NCA我们正在开发，国内都在用811，NCA用得很少，为什么？我后面会做分析，他们两者的差异是什么，站在我们的评价角度。我们做到量产、中试，这是配合日韩的应用上的开发。第一款是比较传统的组成，对标的材料是比较低的水平。我们的容量可以做到205毫安时每克，倍率、电压各方面更好，寿命优势就很大了，因为对标的是国内的一款同行材料，可能没有太有感觉。第二款8C，镍88的材料，8893，对标日本的材料，组成是差不多的。我们的容量做到213毫安时每克，包括各个倍率下都能保持容量的优势，我们的充放电电压和他们的材料是不一样的，极化更小一些，我们要做目前的Coin Cell常温和高温的寿命，可以看到明显的优势。下一步我们也在做镍更高的，镍92，这个容量是可以达到220多毫安时，这不是做的玩的，是国际客户有实实在在要求的，他们希望做到这么高的容量，在它的某一代电池设计里面有这样的要求。

811和NCA到底各有什么特点，差异到底是什么？8E里面，811里面典型的是206AH的材料，对标镍81、钴15、铝3这样的组成，钴含量高了4%，大概2万人民币的差值，肯定是成本上没有优势，现在制造业对成本没有不敏感的，这是不选择NCA的理由。第二个理由是我们看到初始容量都是205AH，第一个和第三个材料对比，在0.2和0.5EC，容量只有183和811相比差7毫安时，包括曲线，输出电压也会低。这里面也有一个小故事，国内有些大的电池厂开发NCA，说NCA的安全性怎么那么好？811不行。不管哪个，理论容量低于280，只要放出相同的容量，SOC，氧化钛差不多。他说811接近190，NCA不到180，这个没有办法比，输出容量不一样。

寿命稳定性差不多，但是容量低很多，除非特殊应用选择高钴811的NCA，从成本上到性价比上还是不选择最好。从安全性上，实际上也没有太大差异，虽然高了12度，和8E222度，8A230度，差8度，峰值差不多，8度解决什么问题，解决什么实际差异呢？也没有。大家可能有疑问，特斯拉为什么选择NCA？特斯拉想做那么高能量密度的时候还没有811，不选NCA还能选什么？可能有这样的背景。

如果把NCA做到镍88的水平，我左边的第一列，这是我们NCA中的一款小颗粒，6微米的小颗粒，和我们讲的811里面一款单晶，可以看到这个组下，他们都是8893，这样成本上基本上应该是一个水平。大家可以看到单晶的电压特性还是略高一些，虽然容量略低，这块还是有点差异。不同电压下我们都做了对比，整个811的功率特性还是会更好一些，寿命目前也是做到更好一些。这是循环过程中DCR的增加。

我罗列了一堆数据，昨天我的同事发了一个朋友圈，说当升做的材料从精工手表只用1G到航拍几十G的电池，航拍市场也是高倍率的钴酸锂占了60%的份额，到HEV到储能，未来到大巴，我想可能各位想要的材料我们都能做，希望和大家合作。

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）