当升材料张学全博士：高能量密度的三元材料才是车用正极材料的发展趋势

能见APP讯：9月28日—29日，第六届新能源汽车、动力电池及其关键材料技术峰会在国家级衢州开发区（国家高新区）召开。会上，北京当升材料科技股份有限公司张学全博士做了主题为“高能量密度动力锂电正极材料的研究进展”的演讲。他表示，目前动力锂电池市场呈爆发式增长，而高能量密度的三元材料正是车用正极材料的发展趋势。

以下为发言全文：

尊敬各位嘉宾，大家好。我是北京当升的张学全。我今天跟大家介绍一下高能量密度动力三元材料的一些研究进展。

我报告主要分这以下三个部分。首先简单介绍一下公司的大体情况。我们公司主要从事的是锂电极正极材料的研发、生产和销售，公司起源于北京矿业研究所院一个课题组。2010年的时候在创业板实现上市。2015年的时候通过并购，开始涉足智能装备业务。目前正极的产能大概是1万吨每年，我们的这个机构总部在北京，在河北燕郊有生产基地，在南方是江苏南通有动力智能材料的生产基地。

那么在研发方面的话，我们从材料的一个前躯体制备然后到正极材料的制备，然后材料的分析测试，然后电池的测试，有一套完善的配套设施。能够满足快速高效的产品开发需求。

那么作为锂电池正极材料，是国家唯一国家鉴定的企业技术中心，近年来获得了一些荣誉和资质，公司开发的一些产品，也是获得了国家的认可。并且还参与了在正极材料领域里鈷酸锂以及镍铜锰酸锂的一些国标和行业标准的制订。

公司目前产品系列主要涵盖鈷酸锂、三元和锰酸锂这三个系列。并且都率先实现了走到国际市场。目前公司生产多款产品，在技术水平上都能够达到国际先进的水平。

那么在客户方面国际上比较大的电池生产商，像韩国的LG、三星、SK。日本的索尼松下，以及国内的都是我们重要的客户。

经过这些年的发展，公司在这个行业内部具备了一定的竞争优势。首先就是在这个产品系列上还是相对比较全面的。然后技术集成方面我们有前躯体的制备技术，还是正极材料的圈套技术，所以技术集成还是比较高的。另外从长期跟随国际客户的步伐，所以能够跟随客户，快速的开发出满足客户要求定制的产品，另外公司在质量，品质管控，产能规模和生产规模方面具备一定的优势。

下面介绍一下动力电池，三元材料发展趋势。

我们都知道目前动力锂电池市场呈现爆发的增长态势。那么具体到这些电动汽车用的正极材料这块，我们看一下，2015年国内车用的动力电池，在纯电动车和乘用车领域有六成使用三元材料。根据预测的话，今后几年，三元材料，特别是高能量的密度的三元材料在动力电池的占比会进一步的增加。我们再看一下典型的车企和动力电池企业在动力电池材料选择上的布局。这个是大众汽车的选择路线，正极电池，选择的，我们看它下一步主要是高镍811材料这样一个选择趋势。

那么这个是LG在动力电池这块的布局。那么我们也看，不管是PHEV，还有纯电动车用正极材料上也是从前期的一个锰酸锂加三元这样的体系，逐步的向三元材料，特别是高镍的这个材料方向发展。

再看一下国内的，作为国内比较大的磷酸铁锂的厂商，像比亚迪和国宣，我们也发现在它的未来的车用规划当中，高镍三元都是他们的主要布局一环。

所以我们说高能量密度的三元材料是后续这个车用正极材料的一个发展趋势。那么我们现在从目前用的比较多的523材料到现在已经622材料开始在车上开始应用。那么下一步的话，主要能量密度更高的这个，一个是高镍的811和ACAC材料。另外是高电压的622材料。

那么，下面再介绍一下我们的公司在动力三元这块整体的技术和产品策略。

那么，在动力三元这块，我们这块的策略主要的是，我分三个部分来讲。第一个能量密度提升这方面的话我们通过三个方面进行提升。第一个就是镍含量的提升，就是高镍材料的开发。从目前的523到622再到后面811ANA材料来提升这个正极材料的能量密度。第二个通过高电压的开发。主要是523和622系列是开发高电压的材料。第三个就是材料的密度的一个提升。那么这块跟前躯体的关系是非常密切的。就是我们需要高密度的前躯体，再配合我们的这种高密度的正极材料的烧解技术来进一步提升材料的能量密度。第二个再循环寿命的提升方面，我们主要的是开发的是那个比较特殊的这种表面包覆的技术，这个在后面的应用当中会给大家介绍。另外针对高温，高电压的技术。另外热稳定提升，我们让一些有特殊应用热材料，提升我们正极材料背身的热稳定性。

我们看一下我们公司具体的技术。我们看一下正极材料的好坏很大程度上取决于前躯体的技术，如果前躯体做不好的话，正极材料很难做出性能优秀的正极材料。我们公司具备完备的前躯体制备技术，密度从3微米到30微米，型号也是各种不同的型号，另外结晶结构都是可以比较好的进行调控，以满足我们不同产品的性能需求。

第二个就是正极材料的一个掺杂技术，通过不同价态，不同元素的掺杂起稳定材料的结构，进而产生耐高温、耐高压的性能。

第三个就是一个包覆的改进技术，这块也是针对涂层的要求开发一系列的这包覆技术，提升材料整体的循环和安全性能。

下面介绍一下公司的一个产品系列NCM，在523这块，公司目前有一个比较完整的材料体系。前面的是一些小型数码用的材料。后面、中间，像5E12、是我们主推车用材料。另外还有储能领域的应用材料。

那么，在这个车用正极材料开发方面，我们首先考虑的还是跟大家一样。怎么从正极材料角度提升这个材料安全性能。比如说我们在这个杂质的管控，这个杂志动电池的安全性能影响非常大。基础杂质有一些在材料的表面，还有一些材料的内部，材料表面这些如果是磁性清理杂质是可以除带，但是材料内部的杂质，除起来就相对比较困难一些。所以我们是通过原材料，到前躯体，到正极材料，全流程清除杂质的杂质，使杂质在比较低的水平，保证材料的安全性。另外提升它的循环寿命的方面，开发独特的表面处理。这也是多元素的协同包覆的技术。我们既可以提升材料的循环性能，另外包覆的材料可以跟材料表面残留的碳酸锂反映，降低这个材料的PH值，提升它的加工性能。同时这个包覆性能不会对锂离子导通不会造成阻碍。

这个就是右边这个是我们开发的一款车用的长寿命的材料。那么我们从验证上可以看到它表面上的这种比较均匀纳米包覆。通过这种包覆以后，它带来的材料，可能它的PH值只有10到11.1。这个是通过包覆来实现的，这个是相对比较低的水平的。另外通过这种包覆之后，跟这个没有包覆材料相比的话，在容量、费率（音）不会对这个产品造成太大的影响。但是这个存储，还有它的循环会有一个非常明显的提升，特点高温循环性能提升非常明显的。另外这就是目前这款产品目前已经成功的用在这种比较大的44AH软包电池上。这个可能有一般90%的保持率，就是高温性能循环是相当优秀的。（PPT）。

这是一款针对快充，还有大巴车的一个高功率性能的一个小颗粒的523材料。大概五六微米，可以实现快速充电。目前基本上我们在测试可以达到和小颗粒的33是一个同等的水平。

另外就是这款是我们用在储能领域的一款523材料5ES，它的压实密度是比较高的，可以做到3.7G/CC。它的循环寿命和安全性能表现得非常优秀。目前这款材料已经进入到国际的储能市场。

我们622产品可能也是国际上少有几家，国内唯一一家目前用在车上的622材料。公司这款材料的话，密度是比较高的，它有比较突出的就是低温和循环寿命是很优秀的。我们这是我们国外客户对6A反馈关，右边是综合的性能，是比较优秀的。左边是它的一个循环，我们看到它的整体上在2200周的有90%的保持率。那么后续的话，可能就是可以达到4000-4500多。

另外就是在高镍811这块，我们目前已经是推到进入到中试这个阶段。目前开发200MAH的811材料。我们关注的主要是安全性这些，因为是用在车上。所以在克比容量上没有很高的追求，主要是提升它的循环，特别是高温下的循环和存储的性能。

最后再简单介绍一下，我们的这个在海能（音）生产基地，这个在车用和车能正极材料的生产基地。目前已经投入4.6个亿。大概7千吨的产能。那么在应用管控方面，我们公司也进入到一个比较周全的考虑。通过这种管控，像目前生产的磁性金属，可以控制在10PPB以下。

也是目前这个海能（音）工厂也已经通过了相关质量体系认证。

谢谢大家。