动力电池的未来方向是什么?

由中国汽车工业协会主办的第13届中国汽车论坛于2023年7月5日至7日在上海嘉定举行。本次论坛以“新时代”为基础 新使命 以“新动能——助力建设现代产业体系”为主题，设立“闭门峰会” 1个大会论坛 16个主题论坛 “N场发布”共有18场会议和多项发布、展示、推广等活动，旨在凝聚各方力量，形成发展共识，为建设现代产业体系贡献汽车产业的智慧和力量。在7月6日下午举行的“主题论坛一：第五届全球汽车技术发展领袖峰会”上，吴凯，宁德时代新能源科技有限公司首席科学家做了精彩的演讲。以下内容为现场演讲记录:

亲爱的付会长、钟院士、领导和同事们，我很高兴参加“全球汽车技术发展领袖峰会”。我是宁德时报的吴凯。今天演讲的主题是“未来技术路线的发展前景”。

众所周知，两天前，中国第2000万辆新能源汽车在广州下线，这也应该标志着中国新能源汽车在工业化和市场化的基础上进入了大规模、全球化、高质量发展的新阶段。 

动力电池的未来方向是什么？宁德时代一直在思考，中国产业也在思考。

让我们先介绍一下我们公司。动力电池是一个高科技产业，其核心是技术创新。技术创新首先离不开研发人才，人才是第一关键。宁德时代一直非常重视这方面。2022年底，我公司研发人员约1.6万人，投资巨大。

与历史相比，宁德时代在第一季度的研发投资达到新高，为46.5亿元，同比增长约81%。我们的专利申请数量也处于行业第一的高增长率状态。同时，我公司非常重视产业、大学和研究。现已与106所大学、29所科研机构、6名行业权威院士和专家进行深入合作。

说到电池的技术创新，从产品技术的角度来看，我们大约有两条线。第一条线的核心是电池单体的技术和产品创新，这是电池从0到1的变化。目前，该行业已大规模生产，主要从正极材料考虑，包括铁锂和三元系统。除了这两个，宁德时代还将继续发展，我们在其他方面进行了深入的研发。请看看这张桌子。

例如，前两个被称为“纳离子电池”，另一个被称为“M3P电池”。这两者都是对磷酸铁锂和三元的有益补充。有人曾经问我们，哪一个取代了三元和铁锂？我说不，这是一个很好的补充。这两种产品今年将立即开始大规模生产。

除了这两个系统，我们今年还将发布一个叫做“凝聚电池”的新系统，它超过了现有的能量密度。我们在今年年底有大规模生产能力，具体的大规模产品上市时间，我们必须等待客户的情况。

此外，我们还在做研发，如全固态、金属锂等，我们也在积极研发。虽然目前还没有大规模生产，但该技术仍处于全球行业的领先地位。

最后列出了一个“无过渡金属电池”。我们说三元，当然需要锂，还有镍和钴。一是过渡金属贵一点，二是国家资源有限。我们能找到成本低、资源丰富的材料吗？我们想到了很多，比如非过渡金属，元素周期表右侧的这些元素是否有变价能力。我们做了一些尝试，找到了一些方法。能量密度高于现在的三元材料，但离量产还有一定距离。

这是材料体系创新的第一部分。

第二种创新是结构创新，同一个单体，结构不同，能量密度也不同。宁德时代在这方面做了很多工作。我们从模块开始，当时体积利用率只有30%以上。后来，我们去了CTP集成，1.0、2.0。今年发布的麒麟电池属于CTP3.0阶段，体积利用率可达72%。我们正在开发下一代，利用率将高于此。我们称之为CTP4.0。我希望明年有机会介绍你。

我们两条线做技术创新。创新的关键是解决哪些问题？回到我这次讲的主题，动力电池的技术路线在哪里，我们应该做什么？因为我是第三次演讲，我发现刘院长和李伟总是谈论我应该说什么 。

我对这个行业的看法是，每个人都有相同的理解。他们说的和我想说的方向基本一致，我们行业也有一致的认可。

说到动力电池，我们首先想到的是“安全”。安全必须得到解决。无论是过去、现在还是未来，它都是一个永恒的主题。我认为今年已经达到了市场可以接受的水平。下一步该去哪里？真正的零事故动力电池出来了，这就是方向，我们也在朝着这个方向努力。每个人听这个词都有点悬而未决。我认为这是完全可以做到的，但可以结合一些智能事物，如大数据、预警和零事故。

我们关心的第二件事是里程问题。正如前两位老板所说，他们认为今天的里程焦虑不再是核心问题，宁德时代也在发展。今年，我们发布了麒麟电池结构，用于极氪汽车。它已经落地1000多公里，超过1000公里。这个里程绝对不是问题。

动力电池的新技术方向在哪里？除了这两个，终端用户还关心什么？第三个我们会关心的是能源补充速度。我在网上看到一则新闻。五一节新能源汽车的高速疼痛主要是能源补充疼痛。充电前1小时只能慢慢等待，但加油只需5分钟和6分钟。你可以充电1小时，等不及了。我们的目标是什么？

第四个问题也是李伟总结得很好。在恶劣的工作条件和冬季恶劣的温度下，其性能动力仍然不足，衰减速度较快，包括寒冷天气补能速度较慢，这是一些核心问题。

以下两点是今天要关注的，也是宁德时代关注的方向，我们也在做一些工作。

首先是能量补充速度。能量补充速度的一个方向是快速充电。如何称之为快速充电？终端用户经历过加油速度。他们可以在几分钟内完成。只有当充电与此相比时，我们才能接受，否则就很难接受。充电瓶颈在哪里？充电瓶颈是电池单体中锂离子的迁移率，包括固相扩散和液相扩散。

另一个瓶颈是液相扩散，这是一个系列系统。液相扩散很容易理解，电解质也很粘，这条路需要走得更轻，不那么粘。最初，我们做正负极，今天的电解质系统，也包括隔离膜，我们做了一系列的创新，这是单一的。你也需要在系统中这样做，因为它充电快，会加热，你的系统的散热能力也应该得到加强，以克服它。

宁德时代也做了很多工作，特别是今年在单体和电解液方面做了很多创新。现在我们已经有能力了。客户的产品将在今年年底大规模生产。我们今天可以在10分钟内充电400多公里。围绕这项技术，虽然加油是5分钟，10分钟稍微慢一点，但我相信市场是可以接受的。下一步就像加油一样，5-7分钟跑400公里。这是我们下一步正在开发的。我相信我们很快就会推出产品。

二是在恶劣工况和低温条件下出现一些功率问题、衰减速度快、天气寒冷时充电速度慢等问题。我们做了很多工作，有点像快充。除电机外，充电在负极中很重要，功率问题更关注正极，也包括电解液。我们在正极做了很多工作，今年我们在电解液方面取得了一些突破，包括我们专注于导电率，通常是7、8、9.现在我们已经达到了十大水平的电解质，所以粘度很低，就像你的游泳速度会加快，阻力会降低一样。我们还开发了一些新的添加剂。

目前，经过这一优化，今年的动力电池可以在零下20度，充电效率可以提高50%，室温快速充电效率可以提高40%以上，这可以确保我们的电池在低温下得到更好的性能。

任何技术突破都不是一夜之间实现的，特别是对于电池这个强耦合产品，通常强耦合产品你提高一个能力，另一个相关的东西下降，它耦合很强，你必须综合考虑，所以需要高强度的研发投资，也需要每个研发人员的长期坚持。宁德时代的团队一直脚踏实地，专注于研发。 

最后，我在这个页面上写的两句话是我们的研发文化:“练基本功，发挥想象力。”谢谢大家！

(注:本文根据现场速记整理，未经演讲者审核)