今天我想借此机会和大家分享或者是探讨一下，优美科如何选择下一代电池材料的想法和策略。

　　在我讲之前我想讲一下优美科锂电池材料业务的介绍。优美科是从15年前开始做锂电池业务的。在这15年当中公司的锂电池业务发展的比较快，特别是在近几年当中，我们材料的应用是非常广泛的。我们是一个全球比较值得信赖的电动汽车、电池材料的供应商。

　　至今为止，我们提供给客户的正极材料的种量大概的概念是什么？就是100万辆电动汽车所需要的种量也相当于得到所需要的智能手机的种量。在过去我们在中国和韩国做了大量的投资。

 

　　上个月优美科总部宣布了一个1.6亿材料三元材料的扩容投资计划，我们将继续对韩国、中国的江门市，现有的厂房还有厂房地区还没有开发的地进行项目投资。新增产能在2017年的下半年开始启动，在2018年达到现有产能的3倍。

　　这是我们中文版的信息，如果感兴趣的话也可以去我们公司的网站上去浏览。

　　在产品上，我们重点还是在高能量密度的开发上，除了正极材料，我们现在正在引进的是碳硅复合负极材料。在韩国有三个研发基地和三个实验室。优美科的产品是要不断创新的，在市场上超不过3年。

　　我们的策略在上15年当中基本上没有什么变化，主要的还是力求提供市场最先进的产品，并确保我们有生产这些产品和运营这些产品的权利；2、力争优化生产工艺、高效生产，这样才可以使我们降低成本，有竞争力。3、建立牢固的战略伙伴关系，主要有两种，一个是技术伙伴，还有一种是业务伙伴。

　　建立这么良好的合作关系是我们长期取得成功的原则之一。

　　我们和原材料厂家有着长期合作的关系，这使得我们在任何时间和任何地点需要材料的时候都能够得以保证。

　　大多数的汽车厂商现在已经从第一代的电动驱动形成80英里改到了100、130英里。大于180英里的形成范围固然有非常大的吸引力，但是要满足现在成本的要求还面临着非常大的挑战。从技术角度来说，我们认为在今后的10年到15当中，不会有一个非常突破性的技术代替今天的锂电池。锂电池仍然会占主流的地位。

　　从锂电池材料的开发上主要有三个方面我们可以增加能量密度，增加三元材料镍的含量，增加充电电压、利用新兴的碳硅复合负极材料。

　　我们现在已经看到、感到、听到了很多汽车制造厂商对新的负极材料给予了很大的兴趣和希望。

　　从这张图上可以看到，横坐标是不同的成分，纵坐标是能量密度。在这里画一个上下20伏的上线和下线。在一般的截止电压上在2.7到4.2伏的石墨体系上没有一个能够满足要求的，但是如果我们用碳硅系统的话，我们就可以满足。如果用石墨做负极的话，只有含液比较高的三元材料才可以达到能量密度的要求，如果用高电压和硅碳材料我们的选择就会多一点。

　　下面再来看看高镍材料，这里的高镍我指的是811和NCA，除了高容量，还有其他什么优势？这是18650的循环曲线，你可以看到当充电电压在4.2伏的时候，蓝线筛减的特别快。从图中已经看到当充电电压从4.2伏到4.1伏的时候，循环寿命可以大约提高到70%，与此同时，你也会看到能量密度会降低8%。所以，高镍的高容量的优势在保证循环的同时也会得到限制。

　　最近有很多关于Chemistry的报告，现在有越来越多的OEM对快充有着更高的要求，所以Chemistry能否用在电力电池、汽车上面也是一个问号。

　　通常高镍材料在高压下是不稳定的，从这个图中可以看出，在不同的截止电压下这个循环性是不同的，你可以从大量的文献当中了解多循环基理，从大量的文献当中主要可以总结为三点，第一是高镍材料在高压下表面有着固定的不稳定性；2、在高压下它的层状结构是有变化的；3、镍含量越高，这种结构的变化会朝着低电压下进行发展。

　　这个是在不同的结构下对NCA做的分析，在电压是4伏左右的时候，已经可以在显微镜上看到表面的三维结构，从能量可以观察到金属氧化碳的降低，还有金属氧件的改变。这种结构变化的快慢也是和材料和形状、颗粒、形貌都是有关系的。

　　黄色的这个研究进一步证实了在2003年发现的负锂是电池阻抗增长的主要原因。

　　我们再看看在材料的层面上的稳定性，很抱歉这个图有点复杂，图中表明的三元材料含镍量从48到80。三元材料的充电电压范围是4.2到4.6伏。Y轴代表总热量。从图中可以看到，当充电电压增加，总热量就会增加，这是非常合乎逻辑的。因为能量越高，释放出来的热量就越多。比较有趣的是，在给定的充电电容，高镍三元材料释放出来的热量会比较多一点。高镍三元材料脱离后非常的不稳定，它会回到最基本的氧化镍中，释放出很多的氧气，从而与电解液反应。

　　从材料层面上的热稳定性，人们都可以在系统上改善电池的安全性，但是这是需要成本的。我们的目标是选择低成本、高稳定性的材料，从而降低系统上所需的成本。

　　对于高能量系统，高镍材料材料是否是最佳的选择呢？我们认为高镍才材料还是存在着很多的不确定性，首先是成本的不确定性，如果镍的含量大于80%，这意味着会对我们的镍价格产生很大的影响（市场上的价格影响）。

　　我们如果要用高镍的话，从制造上来说，我们需要用氢氧化锂。高镍材料技术上的不稳定性，比如说循环寿命和安全性能，如果我们知道怎么用这个材料，并且用户愿意为这个电池材料设计买单，高镍材料的循环寿命是可以得到解决的，但是我们的电池是不是说下一代的大众汽车都可以承担起，比如说今后的用户的要求越来越高，我们是否能够在现有的体积下进一步增大电池，以保证循环性能？高镍材料是否可以用在大的圆柱电池里面？或者是其他的非圆柱电池里面？高能量电池安全的管理成本是不是可以达到大众所能够接受的范围之内？等等这些问题，我们在设计下一代动力电池的时候都应该加以考虑。

　　下面我想和大家分享一下优美科对下一代动力电池选择的看法，我们首先来谈谈材料成本，三元材料的价格主要有几个因素组成，金属、锂、生产成本。刚才谈到了镍价格的波动性，我们来看看这张图，这张图的左边是2009年到2014年镍金属的市场价格，右边是不同分析师对未来镍价的预测。

　　从图中可以看到，镍的波动性比较大，在过去的几年的，人们的预测，在将来的几年里镍价还会继续增加，除了镍还有锂的成本，我前面已经提到了氢氧化锂成本比碳酸锂要高，为什么？转换成本我们也谈到了，还有在同样材料的价格下面，氢氧化锂的含量要比碳酸锂的含量低。氢氧化锂有很大的腐蚀性，在我们用的时候也有很大的挑战。

　　最后一点是生产成本，在一般的情况下，高镍材料的生产成本比较复杂，运用的成本高，需要特殊的生产环境和设备，而且它的效率比较低。所以，这点我们也是不可以忽略的。

　　综合以上的几点，我们来看看我同事给我做的这张图，横坐标是镍含量，纵坐标是材料的成本。可以从图中看到，成本最佳的区域，我们称为中镍区，材料的单价可以降大最低，镍的波动风险也可以随之而降低。

　　中镍三元材料能否在性能上达到要求？左图是BMW的人发表在一篇文章中的一张图，BMW对材料的要求，在2025年要达到650到850瓦，右图是我们不同成分的三元材料在不同电压下的能量密度，从图中可以看到，满足红绿线之间能量密度的范围的选择是不少的。我们也可以看到中镍代替高镍也是可行的，从这个图中来看，最好的选择是622，不仅可以代替今天的NCA，当中间电压增加的时候，会有进一步的能量密度提高的可行性。

　　在满足初始能量密度的要求下面，再来看看它的循环性，这是基于不同的三元材料在不同电压下的循环曲线。作为优美科我们有幸能有机会与工业界领先的电解液公司合作，这种合作大大的加速的高能量技术开发的速度。

　　我们可以看到4.2伏的初始能量和4.3伏的能量相似，你可以看到NCA在4.2伏的情况下，它的筛减速率非常快，相比之下，622在4.35的循环上非常的稳定。黄线是622在4.4伏的循环曲线，大约800次的循环之后还是非常的稳定，并且能量密度可以再增5%。这是我们初步的测试结果。

　　我们在高压钴酸锂开发积累的经验一定可以帮助我们加快开发高原三元材料的开发。

　　上面的图是在常温下的循环，这张图是在45度下的循环。可以看到，在1000次的循环下面，它能保持初始能量的90%。值得注意的是红色的曲线。我们可以从循环中看到DCR非常的稳定。我们认为控制DCR是非常重要的，控制DCR可以解决很多性能上的问题。

　　下面再来看看在高压、高温下瘴气的现象，通常镍越高，截止电压越高，瘴气现象越严重，这个我们大家都知道。这个是我们把电池充到4.35伏，在90度的温度下保持4小时，然后再拿出来检测它的厚度。

　　从这个图中可以看到，110是我们的基线，如果我们用622代替111，瘴气会上升到40%，所以说普通622的瘴气现象是非常严重的。我们如果要用622的话必须在它的表面进行修饰才可以用。当我们对622表面和结构进行修饰后我们能回到我们的基线111的水平上。

　　这是我们实验室做的，这个红的代表现有技术的能量密度，如果用622可以等等60%，如果再增加电压，能够继续增加50%的能量密度，如果能够使用碳硅复合材料的话，我们可以达到10%，从而达到要求值。

　　这是一个比较复杂的图，X轴是能量密度，Y轴是电池的寿命成本，计算公式是材料的成本价格÷电池容量÷循环数。我们的循环是在100%的SOC，在1C的倍率下进行的。

　　从这个图中可以看到，622在4.35伏的情况下，能量密度比NCA在4.1和4.2伏要高，而且电池的寿命成本要比NCA低的多。从这幅图上我们可以看到，中镍的材料的成本是有优势的。

　　这是我最后的总结，综合所有我们现有测试的性能，比如说常温、常压先的循环，和高温下储存的瘴气现象、能量密度、电池材料、成本分析等等，我们认为在50%到60%镍的三元材料下，这个系统是很有希望能满足汽车厂商对性能的要求，也是我们认为比较可行的一个系统。

　　谢谢！

 

　　提问：我有一个关于高镍材料的问题，您刚才提到了必须使用氢氧化锂来作为前躯体，为什么不可以继续向其他材料一样用碳酸锂来做？

　　Wendy Zhou：因为跟镍有关系，越高的镍，你用碳酸锂在生产的情况下，是具有挑战性的。

　　其实从低镍到高镍来说，是有一个限制的，如果用523的话是可以完全用碳酸锂的，高于530的时候用氢氧化锂是比较好的。

　　提问：周博士您好，您刚刚提到了镍价的波动对高镍材料成本的影响，我想问一下现在锂离子电池里面占整个镍使用量的占比是多少？

　　Wendy Zhou：非常小，我们不像钴有很大的主导作用，镍主要是用在钢铁里面。所以它的波动对我们会有很大的影响。

　　提问：我听下来的感觉就是不论是高镍还是50%到60%，我们在金属镍的市场里面的占比很小，所以这个价格波动无论是高镍还是什么都会有一定的影响？

　　Wendy Zhou：对。

　　提问：现在要使用磷酸铁锂的话，我是不可以卖钱的，但是我要卖掉一批NCA的话，我还是可以赚到钱的，如果考虑到整个问题的话，其实我觉得镍的价格在这里头不是一个很大的问题。

　　Wendy Zhou：如果是100%我能够做到的话，那是可以的，但是在现实的情况下，也许是会有挑战的。

　　Wendy Zhou：还是要依靠市场价来供我们的镍。

　　提问：我这边有一个问题，针对高镍的高电压还有NCA，有没有做过一些模拟，从结构稳定性来看一下，对这个电池有没有什么限制？

　　Wendy Zhou：我们跟很多欧洲的一些大学和研究单位都有一些合作，NCA可以用在多大的电池上我们现在还在研究，1860可以，也许再大一点的也可以，是不是还可以增大？或者是能够用在其他形式上的电池，做了一些工作，但是现在还很不清楚，所以这个也是我们的疑问之一。

　　提问：周博士您好，刚才您有一个实验数据展示了充电截止电压的降低，可能是4.1或者是4.2，4.10或者是15吧！它的循环寿命明显的提高了，这个想请教一下您，这个影响的原因主要有哪些方面？

　　Wendy Zhou：镍的氧化程度越轻就越好。