動力電池“技術(shù)空心化”難題該如何破解?

時間:2016-12-12

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:我國對動力電池的需求量前所未有,應(yīng)抓住機遇,將主要精力用于提高核心技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量,在這一過程中提升核心競爭力。

12月5日,來自高校、科研院所、企業(yè)的60余名嘉賓圍繞“動力電池設(shè)計、工藝及裝備”展開討論。

業(yè)界一致認(rèn)為,動力電池工藝與設(shè)備企業(yè)要走高端化和國際化路線,制定大規(guī)模智能制造的路線圖,研究制造工藝、方法和標(biāo)準(zhǔn),謹(jǐn)防動力電池制造的“技術(shù)空心化”。

設(shè)備企業(yè)要向高端化和國際化靠攏

新能源汽車快速發(fā)展帶動鋰電池紛紛擴產(chǎn),鋰電池設(shè)備的需求在2015年下半年開始爆發(fā)。鋰電池設(shè)備最早出現(xiàn)在日本和韓國,近年來,隨著中國電池企業(yè)的市場份額不斷提高,國產(chǎn)設(shè)備市場占有率也在大幅度提高。目前鋰電池設(shè)備國產(chǎn)化替代已經(jīng)達到50%,預(yù)計2020年將提高到80%。

與會專家表示,國內(nèi)設(shè)備主要不足存在于配料系統(tǒng)、涂布機、分切機、裝配線、物流倉儲系統(tǒng)、生產(chǎn)制造系統(tǒng)、在線監(jiān)控系統(tǒng)等方面。

中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高認(rèn)為,市場規(guī)模的快速增長,需要對材料體系優(yōu)化,根據(jù)材料的特性制定制造工藝需求。此外,產(chǎn)品市場終端提出越來越嚴(yán)格的要求,自動化程度可能跟國外先進水平還有差距。

比亞迪第二事業(yè)部儲能及汽車電池工廠總經(jīng)理沈晞指出,對動力電池設(shè)備的開發(fā)應(yīng)圍繞“四高”、“兩大”進行。其中,“四高”是指設(shè)備必須高可靠性、高精度、高效率、高度自動化?!皟纱蟆笔侵冈O(shè)備開發(fā)應(yīng)基于大規(guī)模生產(chǎn),在可量產(chǎn)的前提下進行設(shè)備的整合和優(yōu)化;其次,設(shè)備開發(fā)應(yīng)該是大系統(tǒng)的集成,將整個大系統(tǒng)進行有機串聯(lián),才能把電池生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)都把控好。

鋰電池自動化設(shè)備直接決定了電芯性能的好壞,目前國內(nèi)外設(shè)備的競爭主要集中在電芯和尖端設(shè)備。目前國產(chǎn)設(shè)備在中后段已經(jīng)達到日韓領(lǐng)先企業(yè)水平,一批國產(chǎn)領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)涌現(xiàn),并不斷進行市場整合和產(chǎn)業(yè)布局。

無錫先導(dǎo)科技有限公司董事長王燕清指出,對于國產(chǎn)設(shè)備來講,高端化、智能化、國際化是發(fā)展方向。

業(yè)內(nèi)專家表示,除了打造動力鋰電池的龍頭企業(yè)外,也要著力打造生產(chǎn)裝備的龍頭企業(yè),加大對龍頭企業(yè)在技術(shù)改造、研發(fā)創(chuàng)新方面的扶持力度。作為龍頭企業(yè),要加大全產(chǎn)業(yè)鏈的覆蓋,進行并購整合,追求規(guī)模效應(yīng)。

政府可以提供在政策法規(guī)、融資渠道方面的支持,以及專向資金的補貼。企業(yè)要加大研發(fā)投入,走國際化路線,快速學(xué)習(xí)國外先進企業(yè)的經(jīng)驗。當(dāng)然不是說照搬照抄,還是要堅持自主研發(fā),掌握自主知識產(chǎn)權(quán),以中后端推動前端設(shè)備的技術(shù)進步和提升。

標(biāo)準(zhǔn)化是實現(xiàn)動力電池智能制造的前提

清華大學(xué)鋰離子電池實驗室主任李建軍認(rèn)為,現(xiàn)在電動車或者儲能系統(tǒng)電池都是大規(guī)模的串并聯(lián)系統(tǒng),對電池制造工藝、技術(shù)水平及控制提出了更高要求。

鋰離子的工藝非常復(fù)雜,工序非常繁多,而且每道工序?qū)﹄姵氐男阅芏加杏绊憽U麄€制造過程需要對環(huán)境控制,而且生產(chǎn)要更加科學(xué)、合理、標(biāo)準(zhǔn)化,減少人為操作。另外,采取高精度和穩(wěn)定的設(shè)備,對電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的每個節(jié)點進行嚴(yán)格而有效的監(jiān)控控制,減少電池的差異性,從而提升電池的質(zhì)量。

吉陽智能科技有限公司董事長陽如坤介紹,從控制過程角度來管理,無外乎四個方面:定點控制、異物管理、適度管理、在線監(jiān)控。有些新技術(shù)可以引進來,比如通過濺射工藝制造固態(tài)電池、激光模切、疊片式卷繞,高速組裝技術(shù)等。

陽如坤指出,目前動力電池是1MWh為一條生產(chǎn)線,存在著合格產(chǎn)能低、一致性差、安全性差、維護麻煩、成本高等問題。未來是一條生產(chǎn)線需要1GWh到5GWh,在原來基礎(chǔ)上增長了1000倍甚至幾千倍,為實現(xiàn)這一目標(biāo),除了需要大規(guī)模制造外,智能化制造是其重要解決途徑。

業(yè)內(nèi)專家分析,我們的動力電池制造現(xiàn)在還處在“初級智能”階段,合格率整個行業(yè)里面大概是90%。未來希望通過智能制造,把整個電池的合格率提高到99%以上。

關(guān)于大規(guī)模智能制造的實現(xiàn)路徑,業(yè)內(nèi)專家表示,從尺寸、產(chǎn)能、數(shù)字化、全過程的監(jiān)控,到制造過程的一體化,還有設(shè)備互聯(lián)、互通、互操作,要做很多工作。

動力電池的制造朝著智能化方向發(fā)展,主要分為三個階段。第一階段是要實現(xiàn)自動化工廠,各個工序段實現(xiàn)自動化工程降低人工成本。第二階段是實現(xiàn)數(shù)字化工廠,有綜合的分析能力,使生產(chǎn)的決策更加快速、準(zhǔn)確。第三階段是智能工廠,把現(xiàn)成的資產(chǎn)、資源、基礎(chǔ)設(shè)施跟數(shù)字化的流程相結(jié)合,實現(xiàn)業(yè)務(wù)的進一步優(yōu)化。

業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為,標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是動力電池智能制造的先決條件。國軒高科工程研究院常務(wù)副院長楊續(xù)來指出,電芯的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)涉及到從前端的制造設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化,到后期的PACK設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化。福建星云電子股份有限公司副總經(jīng)理劉震則認(rèn)為,電芯、電池包在設(shè)計、工藝等方面實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,是目前實現(xiàn)動力電池大規(guī)模制造的前提條件。而他也表示,目前很多動力電池生產(chǎn)設(shè)備都沒有實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,這對于設(shè)備制造企業(yè)而言,也耗費了過多的成本和精力。

大規(guī)模制造是動力電池的生產(chǎn)走向

我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,對動力電池的需求量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,到2020年電動汽車保有量預(yù)計達到500萬輛。劉震表示,如果動力電池系統(tǒng)不實現(xiàn)大規(guī)模制造,將無法滿足這一需求。

大規(guī)模制造是生產(chǎn)方向,也是降低成本、提高品質(zhì)的主要途徑,其核心是自動化的裝備、過程檢測系統(tǒng)、生產(chǎn)制造的執(zhí)行系統(tǒng),包括MES系統(tǒng)。

劉震認(rèn)為,目前實現(xiàn)大規(guī)模制造面臨諸多問題,如動力電池系統(tǒng)生產(chǎn)仍以半自動化為主;電池系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)和自動化裝備企業(yè)的磨合還不夠,產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作不夠;電池模組設(shè)計驗證不充分,很多沒有經(jīng)過系統(tǒng)的評價測試階段;電池模組關(guān)鍵工藝設(shè)計不成熟,驗證不夠充分,并且一次通過率低等。實現(xiàn)大規(guī)模制造需要電池企業(yè)、BMS研發(fā)企業(yè)、電池包系統(tǒng)企業(yè)、裝備企業(yè)、整車企業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)力合作。

中國電子科技集團公司第十八研究所主任肖成偉認(rèn)為,對于大規(guī)模的工藝裝備,要看它的自動化程度,包括工藝、生產(chǎn)、裝備的可靠性,控制的精度等。

此外,MES系統(tǒng)是所有現(xiàn)代化制造必不可少的。裝備企業(yè)目前很難做就在于所有的裝備基本上都是“非標(biāo)”的,做一條生產(chǎn)線前期溝通可能要花半年時間,制造過程再花費半年時間,一年可能只做一條線。如果花了大量人力、物力,成本就很高。假如現(xiàn)在自己來做模組研發(fā),我?guī)湍阍O(shè)計,設(shè)計好以后所有的專利授權(quán)給你,你來買我的生產(chǎn)線。比如,這個公司提供電芯,另外一個公司做PACK或者BMS,我有模組,大家共同合作把這個事情做下去。

謹(jǐn)防動力電池制造的“技術(shù)空心化”

電動汽車百人會理事長陳清泰分析,進入上世紀(jì)90年代后,動力電池有了比較快的發(fā)展,看到了希望,所以大家很快把注意力聚焦到電動車上,這又促進大家廣泛研究動力電池。動力電池有一個“正反饋”的過程,所以進步比較快。

我國電動汽車已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略,產(chǎn)銷量在全球都是領(lǐng)先的。但最近很多發(fā)達國家開始發(fā)力了,包括德國、歐洲、日本,戰(zhàn)略上都在做調(diào)整。這些國家大的汽車公司一旦開始發(fā)力,對我國電動汽車將會產(chǎn)生什么樣的影響,很值得關(guān)注。

捷威動力副總王馳偉認(rèn)為,韓國、日本做設(shè)備特別專注,他們對設(shè)備的理解非常透徹,動力電池工藝制造也要有這種戰(zhàn)略定力和市場定力。

陳清泰指出,他最擔(dān)心的就是電動汽車產(chǎn)銷量上去了,但這個產(chǎn)業(yè)仍是技術(shù)空心化的狀態(tài),太危險了。從新能源汽車的角度來看,不要重復(fù)燃油車走過的道路;電動車的發(fā)展過程要在起點上就有實實在在的、自己的核心技術(shù),而不再重復(fù)“技術(shù)空心化”的過程。他認(rèn)為國內(nèi)企業(yè)有機會,但這個機會大概只有3年或5年的時間,因為國外大的汽車公司在任何一種路線上都有足夠的儲備。

陳清泰認(rèn)為,很多人談?wù)摦a(chǎn)業(yè)的專注,我國需要小型巨人,領(lǐng)域不需要跨得很大,但在這個領(lǐng)域里誰也比不過你,這就是你的競爭力,這就是你的希望。

業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為,不論是電池企業(yè)、裝備企業(yè),都不要為產(chǎn)能困擾,要把主要精力投入在核心技術(shù)上,盡力把質(zhì)量搞上去,這涉及到一系列的管理,包括裝備、工藝等。把真正核心技術(shù)掌握住,把核心競爭力建起來,并不需要有300GW、500GW的產(chǎn)能等在那兒,等在那兒就是落后的生產(chǎn)能力。我國產(chǎn)業(yè)處在進步的過程中,如果生產(chǎn)能力是超前的,產(chǎn)前的這部分將來肯定是落后的,力爭能夠成長出具有全球競爭力的公司。

“我國對動力電池的需求量前所未有,應(yīng)抓住機遇,將主要精力用于提高核心技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量,在這一過程中提升核心競爭力?!标惽逄娬{(diào)。

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