浙商证券·锂论坛  曹勇:动力电池之国轩探索

 

(请关注:iAnalyst)尽管国轩高科已有三元电池新技术储备并建立三元电池产线,但曹勇先生认为,在大巴车应用市场上,磷酸铁锂路线短期不会被取代。...





(请关注:iAnalyst)2015年12月23日,在浙商证券锂论坛上,来自国轩高科的曹勇博士作主题演讲,并答问。曹勇先生谈到,国轩高科非常重视电池质量与研发。尽管公司已有三元电池新技术储备并建立三元电池产线,但曹勇先生认为,在大巴车应用市场上,磷酸铁锂路线短期内是不会被取代的。

郑丹丹(浙商证券电力设备与新能源行业分析师):

各位来宾,早安。我是浙商证券电力设备与新能源分析师,郑丹丹,今天由我和我的同事们来为大家主持论坛。非常感谢大家莅临浙商证券锂业锂电论坛!

昨天是冬至。在中国古代,天文官们采用“吹灰候气”法,来确定一年的冬至,并将冬至视为新一年的开始。希望我们今天的论坛能给投资界和产业界的同仁提供有价值的参考,决胜2016!

徐智翔(浙商证券电力设备与新能源行业研究员)接下来,有请来自国轩高科的曹勇博士,跟大家讲一下“动力电池之国轩探索”。

曹勇(国轩高科):

首先感谢浙商证券的邀请。我叫曹勇,现于国轩高科做材料研发。

我今天主要给大家汇报一下国轩高科在动力电池方面做的一些探索。

先说说产业背景。

新能源车是一个新兴产业,任何一个新兴产业的发展都离不开国家政策层面的支持,早在2011年国家科技部部长万钢就莅临我们国轩高科指导工作,经过几年的发展以后,去年马凯副总理和李克强总理,先后到国轩高科和比亚迪进行专题的调研,5月份的时候习近平倒放中国汽车行业的龙头上汽,说了一句“新能源汽车是中国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路”。今年10月30号,李克强总理又到访江淮集团调研新能源汽车的研发生产情况。国家领导人一次又一次到访新能源汽车行业相关企业,为其发展打了一记又一记的强行针。

从资源角度,目前国内每辆车消耗的汽油大概在两吨左右,占据了我们60%的原油消耗,到2020年石油消耗将达到8亿吨,其中有6亿吨要靠进口。

说起环保问题,现在的雾霾天气已经不仅是京津冀了,昨天从合肥到上海一路都是雾蒙蒙的天气,北京环保局2014年4月17日公布的PM2.5的来源中有31.1%来自汽车尾气,所以大家在APEC会议和阅兵期间看到的蓝色天空,其实就像看电视剧时插播的广告,而雾霾天气已经是成为电视连续剧了。什么时候把这两个反过来?APEC成为电视连续剧,污染成为插播的广告呢?我们就要大力发展新能源汽车,特别是纯电动汽车。纯电动汽车首先减排,最主要的是节能。

电动汽车的能量效率将近传统汽车的两倍,纯电动汽车不仅是一个交通工具,实际上也是一个储能工具。中国用电存在一个波峰波谷,波谷期间中国浪费的电大概有十亿度,如果我们使用纯电动车作为储能方式,把这些电存储起来,可以供5000万辆电动汽车行驶100公里。另外是出行方式的变革,为出席这次会议,大家从全国各地到这边,600公里以上肯定以飞机为主,200到600公里以高铁为主,200公里以内以汽车为主。根据美国的统计,美国人一年平均要开15000英里,其中工作日平均开40到50英里,就是64到80公里。因此纯电动汽车可以满足80%以上驾驶员的日常用车需求。

电池是电动汽车的核心,我们国轩高科在动力电池方面做了哪些研究呢?

首先介绍一下国轩高科。我们成立于2006年,董事长李缜先生原来从事房地产行业,他从2006年的时候看到了新能源汽车将来的市场,所以转战新能源汽车行业,经过将近十年的发展,在2015年成功登陆上市平台,目前是国家级的高新技术企业、国家级企业技术中心。公司有国家CNAS认可实验室,还有博士后工作站。同时我们也主持了大量的国家重大项目,也参与了国际和国家标准的制定。在知识产权领域,我们的论文数目也有一定的规模。

我们来看全球主要锂动力电池企业市场份额,在2014年我们国轩在国内仅次于比亚迪,前五有四家都是日韩的企业,我们专门做动力电池及关键零部件的研发、生产和销售。

下面来看生产规模。我们目前达产的是合肥一期,合肥二期,然后是南京和苏州的工厂。我们在建的是合肥三期和青岛工厂,在青岛莱西主要与北汽合作,与北汽在山东市场做配套电池。我们在2015年11月产能是8亿安时,明年6月份我们合肥三期正式投产,我们的产能大概在15亿安时,到2017年和2020年我们的产能将分别达到30亿和50亿安时。

我们这么大的产能必须有足够大的配套产业,我们在庐江县10月12日正式投产的正极材料基地,产能为5万吨,现在第一条线没有这么大。我们与星源材质在庐江配套一个八千万平米的隔膜,同时我们还有一个两千吨的负极材料产能,主要做钛酸锂,还有50万套的BMS和50万套电机电控。

我们的市场应用主要是以大巴车和乘用车为主,主要客户包括安凯、金龙、中通、上汽、北汽和江淮等,还有一些环卫及特种车。在2012年之前我们的电池主要是供给安凯和江淮,但是2012年之后我们在省外市场逐渐加大,2014年省外销售我们的占比已经达到70%,截止到2014年我们累计推广的动力电池系统达到18000套,占据市场的15%。

我们的电池已经覆盖了中国176个城市,同时也出口到美国和加拿大。

我们的第一个产品是纯电动大巴,服务范围主要是城市电动公交、城乡区域公交、通勤服务保障、城际中短途。我们在合肥已经累计投入800辆纯电动公交车,已经有20条路线使用我们和安凯这样的电动大巴,累计的行驶里程达到三千万公里。最高的是合肥的18路公交,自从2010年1月23日开始运营,已经创下四个第一,首先是全球第一条商业化纯电动公交线。其次是运营时间第一,超过五年。再次是累计行驶里程第一,800万公里。最后,单车行驶里程已经达到32万公里,这是截止到2014年底的数据所表明的大巴车的运行表现。

我们和江淮一代到四代合作的iEV纯电动,总电量19.2度,应该是江淮的二代车,续驶里程是160公里,单车最高行驶里程已经突破17.3万公里,容量保持有84.4%,累计行驶里程已经突破1亿公里。从江淮一代运行的里程分布来看,我们50%的车已经行驶了两万到四万公里,部分已经达到四万公里以上。

在纯电动汽车数量推广方面,已经达到八千辆。

我们的产品性能到底怎么样?根据安凯提供的故障项目分布图的数据,我们的动力电池的故障只占整车故障的2%。运行中整车故障率大概每万公里9次,与传统燃油车故障率相当。我们的电池已经达到与整车同寿命的水平。在江淮电动轿车上面,从第一代到第四代,故障呈明显减少的趋势,主要归功于我们技术的进步和积累。

我们国轩高科的电池和技术到底是怎么样的呢?

电池技术的进步离不开我们这样大的研发团队。我们目前已经打造了一个基于合肥为中心的五大研发中心,我们在美国成立了一个美国硅谷研究院,主要致力于BMS的研发,在上海致力于产品设计,在德国我们主要利用德国的电机电控技术,成立一个电机电控研究院,在日本开展相关电池研究院的筹划工作。

我们致力于打造国际知名、国内一流的动力电池技术团队。目前合肥研究院主要是基于材料、电池、电池组合、产品应用四大中心。

目前研发人员今年招完已经将近500人,我们的硕博比例大于50%,我们未来的目标是要打造500到1000人的研发团队,其中博士大概在100位左右,我们目前的博士大概在40位左右。

我们在美国硅谷设立了研究院,和北汽都在美国北加州弗雷蒙市,距离特斯拉工厂往东三公里。我们主要是用硅谷IT技术资源,打造电子信息及控制技术中心。这个研究院在去年的7月30号已经正式挂牌,8月7号第一批研究人员已经进驻。

我们研究院为了研发的需求,同时为研发提供导向,我们有一个大的实验检测分析平台,主要是材料电池检测和系统实验室,我们今年也斥资6000万给我们研发平台进行了升级。

下面讲一下我们的技术路线。我们的指导思想是生产一代,储备一代,研发一代。我们一直坚持磷酸铁锂技术路线,因为是磷酸铁锂成就了动力电池,也是磷酸铁锂成就了中国的新能源汽车。刚刚有很多人问我一个问题,我们磷酸铁锂什么时候往三元切换?我们的磷酸铁锂产线是要保持的,这主要是由它的市场及它的应用决定的。三元我们现在也在做,三元生产线,也就是合肥三期项目,正在建设,大概明年6月投产,在乘用车市场,毫无疑问肯定要求用三元。短期内磷酸铁锂是不可能被取代的,因为大巴车考虑安全性和循环的问题,大巴车不可能像乘用车一样每天开几十公里,大巴车每天不停地跑,所以对电池的寿命要求肯定非常高,所以短期内磷酸铁锂还是大巴车和公交车的首选。

对于三元材料,我们目前比较谨慎。我们用的是复合三元材料,明年年底大家会看到我们复合三元材料产品问世,国家要求我们到2020年达到300瓦时/公斤。

我们磷酸铁锂电池的安全性相当不错。如果没有这么可控的安全性,不可能单车行驶超过32公里。无论是整车尾部碰撞还是涉水浸泡实验,还是电池组的跌落都是非常安全的。我们的磷酸铁锂和三元复合的电池,能量密度已经可以达到150-160瓦时/公斤,常温循环生命已经超过两千次,同时可以通过针刺和过充等安全性测试。

我们在高寿命长循环碳酸锂电池方面也做了非常多的研究,循环寿命在3C条件下可以突破2万次。我们的镍锰酸锂电池,匹配碳酸锂达到的能量密度约80瓦时/公斤,常温循环1400圈,容量保持将近80%;还有镍锰材料配石墨,能量密度约150瓦时/公斤。

对于富锂硅碳,也在做一些研发;锂硫电池方面,我们也做技术储备,主要是基于石墨烯锂硫电池体系的开发,现在也在做一些软包电池的验证。

动力电池回收及梯次利用方面,大家有空去我们公司参观的时候,大家可以看到20瓦时的回收电站,主要是大巴车退下来的电池,容量可能还能保持百分之七八十,我们把它用来做储能。包括在我们公司门口的一排充电桩,我们就是把这个电池埋在地下面,平常公司内部公务车都是电动车,充电都是用这些回收的电池。

今天上午我们公司突然停电了,就启用了将近20MWh的回收电站,我也是刚刚看到同事们在微信群里讨论的消息。我们工厂停电每小时的损失大概是6万元,回收电站供我们两条产线4到5个小时,挽回了不少经济损失。

关于产品大数据应用,我们建立了电池组产品档案追溯系统,同时我们还建立一个万套级远程监控数据,可以监控车上面的电池使用情况和故障情况,可以记录五年多的实际工况运行记录。大数据应用实现数据分析,运行规律,模拟,为产品规范运行提供依据。

最后一部分是对未来的展望。

我们来看看世界电动汽车发展的规划,全球2020年的目标是销售720万辆,电池保有量是2400万辆,年复合增长率是72%。全球电动汽车市场将突破两万亿,动力电池市场6千亿。

关于中国的电动汽车发展规划,刚刚很多专家也说了,中国2015年的目标是50万辆,前11个月的产量大概是27.69万辆,50万辆目标难以实现。2020年的目标生产能力是200万辆,累计产销是500万辆的水平。这么大的汽车发展规划需要我们积极地配套电池。电池是系统性的,电池的研发和生产是系统性的工程,我们也在积极选择与上游、中游、下游及后服务方面跟商业伙伴进行合作,比如我们与北汽在北京和青岛成立了换电模式和汽车租赁模式。

从2006年成立到2011年我们的公司才开始盈利,用我们董事长的话说,要不是他原来做房地产就没有国轩高科了,前面基本都是在实验验证,把房地产挣的钱拿来做研发。合肥的18路公交开始运行以后我们开始盈利。2010年到2014年,我们主要在打开市场,从2015年开始我们做技术的突破,同时我们保障品质,我们2025年的销售规划是500亿,2020年公司的市值计划突破一千亿,我们现在是三百亿。

我们主要是立足安徽,面向全国,走向世界,我们致力于成为全球能源储存和应用产业的领导者。

谢谢大家!

郑丹丹:感谢曹博士的精彩分享。机会难得,大家有没有问题交流?

提问:国轩高科准备进军汽车或者电机领域吗?因为我看你们设立一个电机研究院在德国。

曹勇:电机是有,但是汽车我们不会涉足,我们的德国研究院主要就是做电动车的电机电控的研发。



提问
:现在中国第三方的BMS,以及电池厂自己BMS的格局会怎么演变?第三方会不会缺失?

曹勇:我们现在BMS也是一部分自己生产,一部分也是买的,就是怎么布局,并不是所有的电池厂都能把BMS做好,现在BMS在美国成立一个硅谷研究院,主要做BMS,这个也是规划50万套BMS生产,但是我觉得不一定是所有的电池厂都能达到这个水平,特别是很多小电池企业,在未来几年可能都面临洗牌的命运,第三方的BMS肯定还是会存在的。

提问:会不会融合?

曹勇:这个就看国家怎么去调控,包括专家也提到了,中国几家电池企业都各干各的,日韩都已经打进来了,国家不去把国内的技术整合起来,将来的命运也是比较令人堪忧的。

郑丹丹:大家都说我们中国电池的质量跟日韩比还是差一节,您怎么看?



曹勇
:没有办法定量,但是差距还是比较大,差距有几个方面,第一个是中国生产制造水平太差了。一方面制造水平差,第二个是原材料也参差不齐,包括现在国内碳酸锂的局势,碳酸锂不同厂家杂质含量也不同,杂质含量对它的影响非常大的。还有自动化水平不高,对电池的生产过程中一致性的影响非常大。我们苏州跟南京的工厂已经用了韩国的生产线技术,包括现在合肥三期,三元生产线跟三元电芯用的都是韩国的生产制造技术,将来我们电池肯定是基本能达到日韩的水平。

郑丹丹:产线用的是日韩的,但是原材料还没有办法解决不一样的问题?

曹勇:就看怎么去把控原材料。

提问:你们在昆山那个厂有什么?

曹勇:昆山工厂是做32131圆柱电池的,也是磷酸铁锂路线。

提问:今年工信部公布信息汽车动力电池行业企业,没有比亚迪跟国轩高科,这是为什么?

曹勇:这个我就不是很清楚了。

郑丹丹:我解释一下,一般工信部入围的名单是一批一批公布的。

(注:截至2015年12月24日,国轩高科已入围第二批公示名单。读者可以点击此处阅读。)

郑丹丹:再次感谢各位来参加我们的活动,接下来的时间就留给大家自由互动了。



感谢实习生朱甜同学协助校对。

嘉宾演讲内容不构成投资建议。关于浙商证券电力设备与新能源行业研究团队(郑丹丹团队)对于行业与上市公司的投资观点,请参阅不断更新的外发报告。

关于新能源汽车产业链,请投资者同时参考浙商证券新能源汽车研究员杨藻和汽车研究员李丰的研究成果。

市场有风险,投资须谨慎。

封面图片(本页无显示)来自互联网。

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