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寧德時代倪軍:電池智能制造趨勢分析

[本站 資訊]  10月17日,2023(第七屆)中德汽車大會在吉林長春正式召開。大會以“引領?革新?超越”為主題,結合國際國內行業態勢,邀請來自企業、機構、政府、產業聚集區等重量級嘉賓,共同論道中德汽車全業界共同關心的全球宏觀動向、整體產業顛覆性趨勢與合作機遇,分享整車企業轉型、生態圈構建,零部件企業創新引領等話題,探討新能源、智能網聯、新零售、數字化、供應鏈等熱點細分領域的創新發展。

大會由商務部投資促進事務局、長春市人民政府、中國一汽集團、吉林省商務廳聯合主辦,長春汽車經濟技術開發區管理委員會承辦。本站作為戰略合作媒體參與此次活動,在大會現場為大家帶來與會嘉賓的精彩觀點。

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『寧德時代首席制造官、工程制造及研發體系聯席總裁、集團高級副總裁 倪軍』

2023(第七屆)中德汽車大會上,寧德時代首席制造官、工程制造及研發體系聯席總裁、集團高級副總裁 倪軍發表了精彩致辭。他表示:“鋰電池的應用場景,包括電動電車、重卡、礦山、豪華油輪、儲能系統、換電、航空領域,各行各業都有非常多的應用場景可以取代石油、煤炭等等。”

以下為發言實錄:

各位上午好,非常榮幸代表寧德時代分享我們對電池制造的一些想法和進展。寧德時代作為一個非常年輕的企業,創立于2011年,我們主要從事人類新能源轉型所做需求的關鍵產品技術,包括電池模組pack以及儲能系統,在短短的12年里面,寧德時代取得了巨大進步,在電動車領域,2017年開始寧德時代連續六年保持全球領先地位,22年全球動力市占率37%,預計到今年結束全球有1000萬輛汽車承載著寧德時代的動力電池,在儲能領域寧德時代從2021年連續兩年保持全球在儲能出貨量最多。

現在我們也預計全球快速進入到吉瓦時時代,不光是中國在新能源汽車儲能業務方面,包括全球的其他市場也紛紛宣布開始全面電動化,以及對“雙碳”的思考。我們認為,當整個動力電池和儲能電池進入到T瓦時時代,會帶來完全不一樣的新的挑戰。寧德時代在多方面創新,希望擴大鋰電池的應用場景,包括電動電車、重卡、礦山、豪華油輪、儲能系統、換電、航空領域,各行各業都有非常多的應用場景可以取代石油、煤炭等等。

寧德時代作為一個高科技企業,我們關注核心的技術創新,以下列了我們的樣本。寧德時代通過研發、創新,不斷提升我們產品的服務壽命和能量密度和可靠性,另外適應不同的環境,北方、南方的環境,包括快充、超級快充,5分鐘可以充到80%的電池儲能。寧德時代快速發展得到了全球各種媒體的普遍認可,寧德時代被世界達沃斯論壇、世界經濟論壇授予全球在鋰電行業唯二的兩座智能制造燈塔工廠,2021年是寧德工廠,2022年的宜賓工廠,同時我們是世界上第一座零在鋰電新能源領域的零碳工廠,也是在寧德。《時代周刊》把寧德時代評選為全球100位最具影響力的公司,我們的麒麟電池在2022年被《時代周刊》稱之為Innovation of the year(年度創新)。

鋰電池大家都覺得這是非常重要的產品,我今天想提醒大家,鋰電池是一個非常難的制造行業,我本人從事制造業,進入大學學習制造到現在已經45年,我從過往的經歷做了很多行業,包括半導體、航空、汽車制造,我從來沒有見到像鋰電池這么難的行業,如果它容易活,美國、歐洲就有自己的電池制造企業了。為什么難?首先它是多場耦合,多學科的,我們要考慮材料本身的化學、電化學、物理特性、機械特性、電特性、磁特性、熱、流體等多方面,多物理場的耦合,同時是大跨度的多尺度的,我們擔心粉料從納米到微米到毫米到米級到千米級,這是非常復雜的。對它的可靠性要求非常高,我自己從事制造業這么多年,世界級制造我們一般都講六西格瑪,六西格瑪的意思是每百萬個產品里允許一兩個不良品,但這對電池遠遠不夠,我們需要三個數量級以上的更高標準。

我們為什么難?100萬輛車里如果允許一兩輛車不合格,每一輛車有上百個電池,每一個電池里又有上百圈的極片,所以要實現百萬輛車汽車只有一兩輛不合格,追求的就是十億分之一,所以我們的質量標準從PPM追求到PPB,這就是電池為什么難。這是多學科的融合交叉,跨尺度的復雜性,不只要控制形狀,還要控制性能,我們叫控形控性。

追求極限的制造精度同時,還要追求極限的可靠性、安全性,要做為一個大規模的生產,還要追求極限的生產速度,多重要求使得電池制造沒有那么容易,我們要有一種敬畏之心。現在市場上為什么大家匆匆忙忙,覺得有錢,買一塊地,政府幫我建一個廠房,我就可以生產電池了,這是有點太簡單地思考,未來很多事情都會發生。

為了追求PPB級別,我們使用了大量的增強智慧在整個生產過程的閉環、優化、控制,要實現智能制造必須具備“四T”融合,IT、DT、AT、OT。要實現智能制造,從傳感器、數據、采集系統、工業大數據、工業AI,指導我們智能決策,這里很多方面都會顛覆傳統的制造業,不是傳統的制造業能夠滿足像我們這種鋰電池要求的。

鋰電池的生產流程非常復雜,我們的工廠從一端到另外一端,幾公里長,幾百米寬,我們從粉料,從上游的供應商提供不同的粉料,要通過非常精密的攪拌成一種漿料,漿料再涂在超級薄的銅箔或者鋁箔,銅箔只有5個,我們拔一根頭發直徑是100微米,銅箔的厚度只有頭發絲直徑的1/20,這是1.5米的寬度,按每分鐘100米的速度飛行,我們要把攪好的漿料均勻涂在銅箔或者鋁箔上,任何的缺陷就會造成電池在車上,或者在儲能系統的失效,非常難,我們經過很多工序。我們有6800多個控制點,加上AI來增強缺陷識別能力,設備今天好,明天就不一定保證質量,我們365天都要保證生產成本,設備的主動維護和被動維護以及材料到電池到產品,我們的追溯能力對我們提出了非常大的挑戰,所以智能化對我們提出了新的手段。設備端我們采用了很多智能化的設備管理、健康管理,以及預測性維護。

一般的生產制造,包括半導體制成只關注形狀、尺寸、公差,我們還要關注這個產品的安全性,性能是否保證,不光是形狀達到了,性能不是一般的機械性能,而是電化學性能,通過你的使用來回充放電,它的壽命和性能會發生改變,寧德時代企業雖然只有12年,但是創業團隊在剛開始做消費電子也有十多年的經驗,經過20多年的積累才積累到今天寧德時代所具備的能力。

既然我們從事的是新能源事業,在核心運營碳中和,2035年希望整個價值鏈端到端也能夠實現碳中和,我們為了實現這兩個極具挑戰的目標,我們采用了各種各樣的方式,從供應鏈,從本身的制成的,從產品的使用,采用了多種創新。寧德時代是目前在整個鋰電行業全球唯一二的兩所智能制造的全球燈塔工廠在寧德時代。

我們通過創新使得技術,不光只是高端消費者可以享受到,希望普通老百姓也能夠普惠地享受到。為了實現這個目標,我們投入了大量的研發,我們的R&D投入在整個鋰電行業,全球寧德時代的投入是最大,我們銷售額去年超過3000多億的營業收入,5%左右的研發費用率,我們已經超過1.8萬個研發人員,評為2022年最具創新的產品。

我們今年在上海汽車展發布了寧德時代的凝聚態高能量比的電池,這是為了航空應用場景。最近寧德時代發布的神行超級快充,最快充400公里。為了支撐寧德時代在這方面的不斷提升,我們從事四大領域,在材料化學體系利用大數據、AI等不同先進手段,快速迭代我們的材料化學體系,一方面考慮這種材料的性能,同時考慮成本和未來材料的儲備,在結構,從電芯結構到模組結構到pack結構,甚至到CTC,來做整個結構的優化,再加上商業模式的創新,我們做了整個電池的快速更換,推出了巧克力電池,乘用車換電只需3分鐘即可支持400公里續航,重卡也是3-5分鐘巡航400公里。

寧德時代為了全人類的新能源轉型,這是我們創建公司的初心,也是我們一直奮斗的目標,謝謝大家!(編譯/本站 邢月陽)

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