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動力電池技術新能量足(產經觀察·走近“新三樣”)

發布時間:2024-01-24 09:24:00來源: 人民日報

  我國動力電池累計銷量達616.3吉瓦時,同比增長32.4%;累計裝車量387.7吉瓦時,同比增長31.6%;累計出口達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(ye) 中,中國企業(ye) 占據6席……1月11日,2023年動力電池產(chan) 業(ye) 成績單出爐。

  得益於(yu) 持續不斷的技術創新、產(chan) 業(ye) 結構創新和商業(ye) 模式創新,我國動力電池產(chan) 業(ye) 市場規模連續7年全球領先,產(chan) 業(ye) 領先地位持續鞏固。

  直擊續航、補能“痛點”,持續發力材料體(ti) 係創新和結構創新

  電池體(ti) 積利用率達83.7%,排名全球第一;充電15分鍾,續航增加超500公裏,是目前全球量產(chan) 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、最大續航裏程達688公裏的極氪自研金磚電池。這一電池不僅(jin) 讓磷酸鐵鋰電池包質量能量密度比傳(chuan) 統三元鋰電池包提升超10%,更真正實現“一刻充電行千裏”。

  6時30分從(cong) 上海出發,20時33分抵達廈門,全程不加電行駛1044公裏……2023年12月,蔚來汽車創始人、董事長兼首席執行官李斌測試蔚來“150度電池包”,耗時約14小時成功完成1000公裏續航挑戰。

  繼量產(chan) 動力電池單體(ti) 能量密度突破300瓦時每公斤、純電動乘用車平均續駛裏程超過460公裏之後,2023年我國動力電池企業(ye) 持續發力結構創新和電化學體(ti) 係創新,技術水平再上新台階。

  “為(wei) 了能在‘寸土寸金’的電池包內(nei) 放置更多電芯,工程團隊對電池包結構進行了徹底改造。”極氪智能科技副總裁謝世濱告訴記者,相較傳(chuan) 統設計,金磚電池采樣線路總長度縮短了157米,核心零部件數量減少35%。

  極氪通過對電池倉(cang) 空間的極致利用,讓動力電池續航能力更強。零跑汽車則選擇了電池底盤一體(ti) 化(CTC)技術。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。“體(ti) 積利用率可達79%,零部件數量減少28%,結構件成本降低27%,整車扭轉剛度提升48%,係統輕量化水平提升15%,還可實現不起火、不爆炸、720秒無熱擴散。”零跑電池產(chan) 品線副總裁宋憶寧說,從(cong) 大模組到無模組,從(cong) 電池外掛到一體(ti) 集成,國內(nei) 企業(ye) 堅持差異化創新,站上全球電池技術前沿。

  相較於(yu) 結構創新,以固態電池為(wei) 代表的動力電池電化學體(ti) 係的顛覆性創新,將有望徹底解決(jue) 動力電池的續航、補能和安全難題。2023年7月,豐(feng) 田汽車宣布固態電池研發實現重大突破,並將於(yu) 2027年實現量產(chan) 。此後,上汽、廣汽、長安等車企都表示將於(yu) 2027年前實現固態電池量產(chan) 。

  走進清陶(昆山)能源發展股份有限公司,研發人員正與(yu) 上汽創新研究開發總院的工程師們(men) 緊鑼密鼓地推進第一代半固態電池的量產(chan) 工作。“我們(men) 與(yu) 上汽聯合開發的第一代半固態電池,今年三季度將率先量產(chan) ,並搭載在智己品牌的全新車型上。”清陶能源總經理李崢說,搭載這一代半固態電池技術的新車最大續航裏程可超過1000公裏,充電10分鍾續航增加400公裏。接下來,第二代半固態電池,在性能更優(you) 的前提下,將比現有的電池產(chan) 品成本降低10%—30%,並快速完成“10萬(wan) 輛級規模”的量產(chan) 搭載。

  “眼下,我們(men) 正在穩步推進鈉電池、磷酸錳鐵鋁電池、凝聚態電池實現量產(chan) ,同時積極儲(chu) 備麵向未來的下一代電池技術,以期引領新能源行業(ye) 降本增效。”寧德時代首席製造官、工程製造與(yu) 研發體(ti) 係聯席總裁倪軍(jun) 告訴記者,麵對行業(ye) 新機遇新挑戰,我國動力電池企業(ye) 沒有也不會(hui) 停止創新的腳步。

  破解成本、效率“難點”,推動產(chan) 業(ye) 結構、商業(ye) 模式創新

  地麵一塵不染,設備潔淨整齊,進入要穿白色防塵服……走進浙江衢州極電新能源科技有限公司三電智能製造工廠(以下簡稱“衢州極電工廠”)電芯車間,仿佛置身於(yu) 一間龐大的醫院手術室。這裏的空氣潔淨係統,能確保每立方米空氣中5微米以上的粉塵顆粒少於(yu) 293個(ge) ;近乎“0水分”的控製係統,讓車間濕度僅(jin) 為(wei) 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於(yu) 萬(wan) 分之二。

  這座建築麵積146萬(wan) 平方米、全球最大的三電及儲(chu) 能係統智能製造綜合基地,由吉利控股全資打造,從(cong) 建設到投產(chan) 隻用了14個(ge) 月。2023年,涉足電芯製造且已取得階段性成果的整車企業(ye) ,不隻吉利一家。

  2023年11月24日,時代長安動力電池有限公司生產(chan) 的首款標準電芯在四川宜賓三江新區下線。按照規劃,長安汽車將在2030年推出液態、半固態、固態等8款電芯,形成不低於(yu) 150吉瓦時的電池產(chan) 能;首款成組效率達到86%的CTC技術,將於(yu) 今年量產(chan) 。

  半個(ge) 多月後,廣汽埃安旗下因湃電池智能生態工廠竣工。該工廠投資109億(yi) 元,規劃建設36吉瓦時動力電池和儲(chu) 能電池產(chan) 能,可滿足60萬(wan) 輛新能源汽車的裝載需求。據悉,廣汽自主研發、電芯能量密度可達400瓦時每公斤的固態電池,計劃於(yu) 2026年量產(chan) 裝車。

  “新能源汽車競爭(zheng) 進入下半場,焦點除了智能化,還有能源補給。整車企業(ye) 要有能力提供更加便捷、更加便宜、更加綠色的能源,來滿足消費者對綠色出行的需求。”廣汽集團總經理馮(feng) 興(xing) 亞(ya) 說,廣汽發力能源生態板塊,旨在提升硬產(chan) 品之外的軟性競爭(zheng) 力。

  吉利控股集團總裁、極氪智能科技首席執行官安聰慧表示,動力電池是新能源汽車最核心、最昂貴的零部件之一,事關(guan) 成本,也事關(guan) 安全、續航和充電效率等用戶直接體(ti) 驗。車企全棧自研電池,是提升技術實力、深挖品牌“護城河”、掌握競爭(zheng) 主動權的關(guan) 鍵一環。

  “不管采用外購電芯還是自研電芯,對整車企業(ye) 而言,都要做到電與(yu) 車的完美結合。”安聰慧說,平台化、通用化、標準化的外購電芯與(yu) 為(wei) 車量身定製的電芯,在用戶體(ti) 驗上的區別可能就是98分和100分,“這兩(liang) 分的差距,就是極氪的差異化競爭(zheng) 優(you) 勢。”

  “整車企業(ye) 布局動力電池全產(chan) 業(ye) 鏈,並在電芯自研自產(chan) 上取得實質性進展,改變了動力電池既有的產(chan) 業(ye) 分工和產(chan) 業(ye) 結構,推動了技術進步和產(chan) 品迭代。”中國汽車工業(ye) 協會(hui) 秘書(shu) 長助理、動力電池產(chan) 業(ye) 創新聯盟副秘書(shu) 長王耀表示,2023年,我國動力電池商業(ye) 模式創新也取得突破性進展,其標誌性事件是蔚來汽車先後與(yu) 長安、吉利兩(liang) 大主機廠在換電業(ye) 務上展開合作。

  據介紹,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(ye) 模式創新的重大成果之一。工業(ye) 和信息化部多次明確表示,支持新能源汽車換電模式發展,並啟動應用試點。但是,由於(yu) 各車企、各電池企業(ye) 電池包規格不統一,換電站無法兼容,讓這一模式無法充分發揮出優(you) 勢。

  “換電模式共享化,有助於(yu) 突破動力電池全生命周期管理的關(guan) 鍵障礙。”王耀認為(wei) ,傳(chuan) 統模式下,車身與(yu) 電池的所有權和處置權在消費者手中,給規範化、規模化回收利用帶來一定難度,“車電分離模式有望催生專(zhuan) 業(ye) 的電池銀行、電池管理公司,它們(men) 租售、托管的電池有規模、易規範、數據齊全,有利於(yu) 提升電池報廢後的梯次利用和拆解回收效率。”

  圍繞安全、減碳“焦點”,全麵實施智能化、綠色化轉型

  18道關(guan) 鍵工序,全流程產(chan) 線100%自動作業(ye) ;超200台智能搬運機器人,實現自動上線、線邊物料循環配送等多場景自動運輸;行業(ye) 首創的極片“雙泵耦合技術”與(yu) “β射線與(yu) 激光雙光控製監測反饋係統”,在線實時糾錯……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,讓人大開眼界。

  “作為(wei) 浙江省首家三電‘未來工廠’試點企業(ye) ,衢州極電工廠以‘5G+工業(ye) 互聯網’為(wei) 載體(ti) ,深度融合大數據、人工智能、數字孿生等先進技術。如今,電芯工廠實現了單線每2.5秒下線一顆電芯的行業(ye) 領先水平,電池工廠實現了1分鍾每條產(chan) 線可同時處理46顆電芯的行業(ye) 高效率。”謝世濱說。

  全麵推進智能製造,讓我國動力電池企業(ye) 在成本、效率、產(chan) 品良率等核心指標上持續領跑全球,為(wei) 產(chan) 品“走出去”打下了堅實基礎。同時,我國動力電池企業(ye) 積極應對歐盟電池法案,通過打造零碳工廠、建立國際互認的碳足跡核算體(ti) 係等實施綠色化轉型。

  打開廠房設施管理係統電子看板,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時能耗一目了然。

  四川時代廠房負責人胥彬告訴記者,係統檢測分析發現,工廠63%的能耗由設備產(chan) 生,37%的能耗來源於(yu) 生產(chan) 用氣及製冷設備。企業(ye) 隨後將節能降耗的關(guan) 注點由用氣製冷轉向設備端。2023年3月,四川時代研發了一套全新的生產(chan) 全環節能耗數字化管理係統,讓設備可實現按需開機,還能像智能手機“熄屏”一樣進入待機模式。

  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(wan) 噸。“全水電+零碳天然氣”的綠色能源解決(jue) 方案,幫助企業(ye) 在2022年3月成為(wei) 全球首家電池零碳工廠。“接下來,我們(men) 將全力推動節能減碳向上遊一級、二級供應商延伸。”四川時代新能源科技有限公司總經理朱雲(yun) 峰說。本報記者 王 政

(責編:李雨潼)

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