河南商丘鼎能吉研科技有限公司動力電池全自動干燥箱焊接生產(chǎn)線。

徐澤源攝

山東吉利欣旺達(dá)動力電池有限公司鋰電池生產(chǎn)線上，工人正在操作設(shè)備。

新華社記者 郭緒雷攝

我國動力電池累計銷量達(dá)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(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”，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，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)實現(xiàn)重大突破，并將于2027年實現(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”，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，計劃于2026年量產(chǎn)裝車。

“新能源汽車競爭進(jìn)入下半場，焦點除了智能化，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。車企全棧自研電池，是提升技術(shù)實力、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。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)在消費者手中，給規(guī)范化、規(guī)模化回收利用帶來一定難度，“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，有利于提升電池報廢后的梯次利用和拆解回收效率。”

圍繞安全、減碳“焦點”，全面實施智能化、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臺智能搬運機(jī)器人，實現(xiàn)自動上線、線邊物料循環(huán)配送等多場景自動運輸;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”打下了堅實基礎(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。