動力電池技術(shù)新能量足(產(chǎn)經(jīng)觀察·走近“新三樣”)

　　我國動力電池累計(jì)銷量達(dá)616.3吉瓦時，同比增長32.4%;累計(jì)裝車量387.7吉瓦時，同比增長31.6%;累計(jì)出口達(dá)127.4吉瓦時，同比增長87.1%。全球裝車量前10名的動力電池企業(yè)中，中國企業(yè)占據(jù)6席……1月11日，2023年動力電池產(chǎn)業(yè)成績單出爐。

　　得益于持續(xù)不斷的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，我國動力電池產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模連續(xù)7年全球領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先地位持續(xù)鞏固。

　　直擊續(xù)航、補(bǔ)能“痛點(diǎn)”，持續(xù)發(fā)力材料體系創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

　　電池體積利用率達(dá)83.7%，排名全球第一;充電15分鐘，續(xù)航增加超500公里，是目前全球量產(chǎn)充電速度最快的磷酸鐵鋰電池……2023年底上市的極氪007純電轎跑，首次搭載了75度電、最大續(xù)航里程達(dá)688公里的極氪自研金磚電池。這一電池不僅讓磷酸鐵鋰電池包質(zhì)量能量密度比傳統(tǒng)三元鋰電池包提升超10%，更真正實(shí)現(xiàn)“一刻充電行千里”。

　　6時30分從上海出發(fā)，20時33分抵達(dá)廈門，全程不加電行駛1044公里……2023年12月，蔚來汽車創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官李斌測試蔚來“150度電池包”，耗時約14小時成功完成1000公里續(xù)航挑戰(zhàn)。

　　繼量產(chǎn)動力電池單體能量密度突破300瓦時每公斤、純電動乘用車平均續(xù)駛里程超過460公里之后，2023年我國動力電池企業(yè)持續(xù)發(fā)力結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和電化學(xué)體系創(chuàng)新，技術(shù)水平再上新臺階。

　　“為了能在‘寸土寸金’的電池包內(nèi)放置更多電芯，工程團(tuán)隊(duì)對電池包結(jié)構(gòu)進(jìn)行了徹底改造。”極氪智能科技副總裁謝世濱告訴記者，相較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，金磚電池采樣線路總長度縮短了157米，核心零部件數(shù)量減少35%。

　　極氪通過對電池倉空間的極致利用，讓動力電池續(xù)航能力更強(qiáng)。零跑汽車則選擇了電池底盤一體化(CTC)技術(shù)。2024年1月10日，零跑汽車宣布，3月上市的全新車型C10將搭載零跑CTC2.0技術(shù)。“體積利用率可達(dá)79%，零部件數(shù)量減少28%，結(jié)構(gòu)件成本降低27%，整車扭轉(zhuǎn)剛度提升48%，系統(tǒng)輕量化水平提升15%，還可實(shí)現(xiàn)不起火、不爆炸、720秒無熱擴(kuò)散。”零跑電池產(chǎn)品線副總裁宋憶寧說，從大模組到無模組，從電池外掛到一體集成，國內(nèi)企業(yè)堅(jiān)持差異化創(chuàng)新，站上全球電池技術(shù)前沿。

　　相較于結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，以固態(tài)電池為代表的動力電池電化學(xué)體系的顛覆性創(chuàng)新，將有望徹底解決動力電池的續(xù)航、補(bǔ)能和安全難題。2023年7月，豐田汽車宣布固態(tài)電池研發(fā)實(shí)現(xiàn)重大突破，并將于2027年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此后，上汽、廣汽、長安等車企都表示將于2027年前實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)。

　　走進(jìn)清陶(昆山)能源發(fā)展股份有限公司，研發(fā)人員正與上汽創(chuàng)新研究開發(fā)總院的工程師們緊鑼密鼓地推進(jìn)第一代半固態(tài)電池的量產(chǎn)工作。“我們與上汽聯(lián)合開發(fā)的第一代半固態(tài)電池，今年三季度將率先量產(chǎn)，并搭載在智己品牌的全新車型上。”清陶能源總經(jīng)理李崢說，搭載這一代半固態(tài)電池技術(shù)的新車最大續(xù)航里程可超過1000公里，充電10分鐘續(xù)航增加400公里。接下來，第二代半固態(tài)電池，在性能更優(yōu)的前提下，將比現(xiàn)有的電池產(chǎn)品成本降低10%—30%，并快速完成“10萬輛級規(guī)模”的量產(chǎn)搭載。

　　“眼下，我們正在穩(wěn)步推進(jìn)鈉電池、磷酸錳鐵鋁電池、凝聚態(tài)電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，同時積極儲備面向未來的下一代電池技術(shù)，以期引領(lǐng)新能源行業(yè)降本增效。”寧德時代首席制造官、工程制造與研發(fā)體系聯(lián)席總裁倪軍告訴記者，面對行業(yè)新機(jī)遇新挑戰(zhàn)，我國動力電池企業(yè)沒有也不會停止創(chuàng)新的腳步。

　　破解成本、效率“難點(diǎn)”，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、商業(yè)模式創(chuàng)新

　　地面一塵不染，設(shè)備潔凈整齊，進(jìn)入要穿白色防塵服……走進(jìn)浙江衢州極電新能源科技有限公司三電智能制造工廠(以下簡稱“衢州極電工廠”)電芯車間，仿佛置身于一間龐大的醫(yī)院手術(shù)室。這里的空氣潔凈系統(tǒng)，能確保每立方米空氣中5微米以上的粉塵顆粒少于293個;近乎“0水分”的控制系統(tǒng)，讓車間濕度僅為撒哈拉沙漠一年中最低濕度的一半水平，確保單電芯水分含量比例小于萬分之二。

　　這座建筑面積146萬平方米、全球最大的三電及儲能系統(tǒng)智能制造綜合基地，由吉利控股全資打造，從建設(shè)到投產(chǎn)只用了14個月。2023年，涉足電芯制造且已取得階段性成果的整車企業(yè)，不只吉利一家。

　　2023年11月24日，時代長安動力電池有限公司生產(chǎn)的首款標(biāo)準(zhǔn)電芯在四川宜賓三江新區(qū)下線。按照規(guī)劃，長安汽車將在2030年推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等8款電芯，形成不低于150吉瓦時的電池產(chǎn)能;首款成組效率達(dá)到86%的CTC技術(shù)，將于今年量產(chǎn)。

　　半個多月后，廣汽埃安旗下因湃電池智能生態(tài)工廠竣工。該工廠投資109億元，規(guī)劃建設(shè)36吉瓦時動力電池和儲能電池產(chǎn)能，可滿足60萬輛新能源汽車的裝載需求。據(jù)悉，廣汽自主研發(fā)、電芯能量密度可達(dá)400瓦時每公斤的固態(tài)電池，計(jì)劃于2026年量產(chǎn)裝車。

　　“新能源汽車競爭進(jìn)入下半場，焦點(diǎn)除了智能化，還有能源補(bǔ)給。整車企業(yè)要有能力提供更加便捷、更加便宜、更加綠色的能源，來滿足消費(fèi)者對綠色出行的需求。”廣汽集團(tuán)總經(jīng)理馮興亞說，廣汽發(fā)力能源生態(tài)板塊，旨在提升硬產(chǎn)品之外的軟性競爭力。

　　吉利控股集團(tuán)總裁、極氪智能科技首席執(zhí)行官安聰慧表示，動力電池是新能源汽車最核心、最昂貴的零部件之一，事關(guān)成本，也事關(guān)安全、續(xù)航和充電效率等用戶直接體驗(yàn)。車企全棧自研電池，是提升技術(shù)實(shí)力、深挖品牌“護(hù)城河”、掌握競爭主動權(quán)的關(guān)鍵一環(huán)。

　　“不管采用外購電芯還是自研電芯，對整車企業(yè)而言，都要做到電與車的完美結(jié)合。”安聰慧說，平臺化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的外購電芯與為車量身定制的電芯，在用戶體驗(yàn)上的區(qū)別可能就是98分和100分，“這兩分的差距，就是極氪的差異化競爭優(yōu)勢。”

　　“整車企業(yè)布局動力電池全產(chǎn)業(yè)鏈，并在電芯自研自產(chǎn)上取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，改變了動力電池既有的產(chǎn)業(yè)分工和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動了技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品迭代。”中國汽車工業(yè)協(xié)會秘書長助理、動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王耀表示，2023年，我國動力電池商業(yè)模式創(chuàng)新也取得突破性進(jìn)展，其標(biāo)志性事件是蔚來汽車先后與長安、吉利兩大主機(jī)廠在換電業(yè)務(wù)上展開合作。

　　據(jù)介紹，換電模式以及由此催生的純電動汽車“車電分離”銷售模式，是我國新能源汽車商業(yè)模式創(chuàng)新的重大成果之一。工業(yè)和信息化部多次明確表示，支持新能源汽車換電模式發(fā)展，并啟動應(yīng)用試點(diǎn)。但是，由于各車企、各電池企業(yè)電池包規(guī)格不統(tǒng)一，換電站無法兼容，讓這一模式無法充分發(fā)揮出優(yōu)勢。

　　“換電模式共享化，有助于突破動力電池全生命周期管理的關(guān)鍵障礙。”王耀認(rèn)為，傳統(tǒng)模式下，車身與電池的所有權(quán)和處置權(quán)在消費(fèi)者手中，給規(guī)范化、規(guī)?；厥绽脦硪欢y度，“車電分離模式有望催生專業(yè)的電池銀行、電池管理公司，它們租售、托管的電池有規(guī)模、易規(guī)范、數(shù)據(jù)齊全，有利于提升電池報(bào)廢后的梯次利用和拆解回收效率。”

　　圍繞安全、減碳“焦點(diǎn)”，全面實(shí)施智能化、綠色化轉(zhuǎn)型

　　18道關(guān)鍵工序，全流程產(chǎn)線100%自動作業(yè);超200臺智能搬運(yùn)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)自動上線、線邊物料循環(huán)配送等多場景自動運(yùn)輸;行業(yè)首創(chuàng)的極片“雙泵耦合技術(shù)”與“β射線與激光雙光控制監(jiān)測反饋系統(tǒng)”，在線實(shí)時糾錯……步入衢州極電工廠，高度自動化、智能化帶來的高效率和高品質(zhì)，讓人大開眼界。

　　“作為浙江省首家三電‘未來工廠’試點(diǎn)企業(yè)，衢州極電工廠以‘5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’為載體，深度融合大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等先進(jìn)技術(shù)。如今，電芯工廠實(shí)現(xiàn)了單線每2.5秒下線一顆電芯的行業(yè)領(lǐng)先水平，電池工廠實(shí)現(xiàn)了1分鐘每條產(chǎn)線可同時處理46顆電芯的行業(yè)高效率。”謝世濱說。

　　全面推進(jìn)智能制造，讓我國動力電池企業(yè)在成本、效率、產(chǎn)品良率等核心指標(biāo)上持續(xù)領(lǐng)跑全球，為產(chǎn)品“走出去”打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時，我國動力電池企業(yè)積極應(yīng)對歐盟電池法案，通過打造零碳工廠、建立國際互認(rèn)的碳足跡核算體系等實(shí)施綠色化轉(zhuǎn)型。

　　打開廠房設(shè)施管理系統(tǒng)電子看板，寧德時代旗下四川時代新能源科技有限公司五大工廠的實(shí)時能耗一目了然。

　　四川時代廠房負(fù)責(zé)人胥彬告訴記者，系統(tǒng)檢測分析發(fā)現(xiàn)，工廠63%的能耗由設(shè)備產(chǎn)生，37%的能耗來源于生產(chǎn)用氣及制冷設(shè)備。企業(yè)隨后將節(jié)能降耗的關(guān)注點(diǎn)由用氣制冷轉(zhuǎn)向設(shè)備端。2023年3月，四川時代研發(fā)了一套全新的生產(chǎn)全環(huán)節(jié)能耗數(shù)字化管理系統(tǒng)，讓設(shè)備可實(shí)現(xiàn)按需開機(jī)，還能像智能手機(jī)“熄屏”一樣進(jìn)入待機(jī)模式。

　　目前，四川時代80%以上的能源來自水電，每年可減少碳排放40萬噸。“全水電+零碳天然氣”的綠色能源解決方案，幫助企業(yè)在2022年3月成為全球首家電池零碳工廠。“接下來，我們將全力推動節(jié)能減碳向上游一級、二級供應(yīng)商延伸。”四川時代新能源科技有限公司總經(jīng)理朱云峰說。

　　來源：人民日報(bào) 作者：王政