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郭永胜:四大创新体系支撑我们提供高质量电池

来源:汽车商业评论(钱亚光)21年12月3日 11:58

12月3日,2021中国汽车供应链峰会(CASCS)暨第六届铃轩奖盛典在武汉车谷盛大进行中。

此次峰会将持续两天,包括27场演讲,4大圆桌讨论,1个“追芯人”和“被追人”的年度吐槽大会,高潮迭起的议程令CASCS成为汽车圈年度盛事。

预计将有数十位主机厂研发负责人、采购负责人、超过100余家零部件企业领导人参加这次中国汽车界最具专业的零部件大型创新交流论坛。从第一天的盛况看,近千名的与会者将会齐聚武汉车谷。与会人员通过热点话题探讨,关键问题分析,进行产业趋势研判和预测,直击新汽车时代供应链本质。



在汽车行业的百年大变革时期,今年CASCS的主题定位“链变”。随着双碳目标的推进,新能源汽车渗透率迅速上升,动力电池及其相关的原材料出现了供不应求的趋势,在新技术不断出现的同时,价格也在大幅增长,在这样的局势下,车企和相关零部件企业应该如何提前做好应对准备?宁德时代21C创新实验室前瞻技术部部长郭永胜表示:“材料体系、系统结构、极限制造、商业模式四大体系创新支撑我们提供高质量电池,满足客户的需求。


以下是现场的演讲实录。


尊敬的贾可老师,各位汽车界的、产业界的同仁,我来自宁德时代。宁德时代是一家做电池的公司,我们处于在新能源汽车产业链的中间环节,在给我们的客户做一些基础的动力方面的工作。

我今天演讲的题目是“打造电池创新高地,助力双碳目标实现”。整个报告分成三部分:

第一部分是双碳目标,新能源产业现在是在蓬勃的发展,也就是拐点已经到了,甚至已经超过了,已经快速的发展过程;

第二部分在新能源发展过程中间,电池起着很重要的作用和很重要的支撑,对电池的要求、各种性能的要求、综合性能的要求都非常的高,这里边电池如何来进一步的创新?

第三部分整个电池的产业链怎么布局?怎么样更为和谐的形成我们本土的产业链?

以上三块内容,我简单的给各位汇报一下。


实现双碳目标的途径



第一个是双碳目标,我们不说了。在双碳目标达成的一些关键途径里边,有两个大的措施,何老师在报告已经讲了。

一是要在能源的生产端实现完全的变革。目前我们国家基本上以火力发电为主的能源体系结构,肯定未来要面临大的变革——重构。

二是在能源消费端迈入电动化、智能化的时代。

在这两个时代里边,电池是能源组件,这里新能源转型的重要支撑。大概过去十年,随着电池技术的创新发展,整个电池成本下降了80%以上,性能包括能量密度提升了3倍,循环寿命最高可达16年。所以凭借这些创新的技术,电池已经在经济上和性能上,逐步满足了新能源汽车的要求。

碳中和的关键在能源发电端和电网侧、负荷侧,未来可再生能源要达到至少70%-80%的比例。大家知道可再生能源的供应一定是波动的,如果没有中间的储能,电网是受不了的,尤其是在可再生能源所占比例大幅度提高的情况下。所以这里边电池的重要性,在每一个环节都能体现出来。

刚才蔚来沈总讲到新能源汽车的发展,目前在我们国家渗透率已经超过了20%,这是最近几个月的占比。现在的整个储能也到了一个拐点,在大规模的发展。

全球全面电动化的提速,何继江老师讲到欧洲主机厂动作没那么快。但最近两年因为欧洲整个的碳排法规加严,北美设立了在2030年达到50%电动化的目标,所以现在欧洲、北美的车企,包括传统的主机厂,都有我们的大客户,他们现在的动作非常、非常快。

举个例子:像戴姆勒,到2025年电动车志占比例要占到50%以上,像奥迪,在2026年以后它就只生产纯电动汽车了。所以这里边可以看出来,整个电动化的进程是在加快。

另外,是储能的需求。最近在国际上的储能产业的发展,其实比我们国家还要快。我们国家在储能方面,最近一两年也出台了很多国家引导政策。比如我们所有新能源配储能的比例一定要在10%-20%之间。所以2021年之后的十年里,这是大爆发的行业。


电池的四大体系创新



随着整个行业的发展,多家机构预测,新能源汽车发展到2024年,基本上整体电池的需求要进入TWh时代,所以整个需求会非常大。在这个过程中,对电池逐步提出来非常高的要求,我们怎么样创新?我来给大家汇报一下。

在整个发展中,对于电动车的要求,由单一场景现在到多类型的,包括所有的交通工具,包括重卡,所有类型都要电动化,对电池的要求各种各样。

另外,需求也由单一的需求,到多层次的需求,尤其在乘用车上面。前面几年对高续航里程、高能量密度的电池需求急迫,目前不仅仅是要有高能量密度,还要能快充,还要能适应高低温,不能说电动车在东北去开,跟在海南去开,是完全不一样的体验,这个是比较大的需求。

面对这么大体量的电池体系,需要大量、快速、高效的制造出来。对电池来说,最关键的要求就是安全,这个安全不仅仅跟化学体系相关,还跟整个制造过程当中,能不能在每个环节制造非常一致性的产品。所以要求很高,现在要达到DPPB级别,这也对智能制造也提出来非常大的要求。

过去几年,宁德时代形成了四大创新体系来支撑创新需求:

第一,材料体系的创新。这是本身比较基础的。

第二,系统结构上的创新。

第三,极限制造。怎样从DPPM到DPPB的提高转换?

第四,商业模式的创新。

以上这四大创新支撑我们提供高质量电池,满足客户的需求。

在整个研发过程中,宁德时代从基础研究到应用研究,再到产品开发到商品化,形成了整个一条链的研发过程,这里有一个很重要的内容,就是理论计算加仿真,形成数字化研发的平台,它大大加速了我们整个从实验室到产品端的研发效率。

这里我举一个例子——电解液。在电池的开发过程中,电解液是非常关键的材料,它是电池的血液。整个电池性能的好坏,跟电解液的性能有非常大的关系。电解液的配方,整体上里边是添加剂,我们到底用什么样的添加剂?

我们建立了整个理论模拟,把所有世界存在的分子都筛选了一遍,包括不存在的。我们也知道每种分子到底起什么作用,把它组合起来,然后去做模拟实验。最终,我们把性能非常好的添加剂分子筛选出来,来快速地量产。

下面我举两个例子:

第一,是晋江百兆瓦储能电站。里边用到了很多新的技术。储能电站对电池寿命来说,是很大的挑战。怎么样让储能满足20年、30年的寿命需求?这个过程中我们用了很多新技术,第一个开发出循环次数超过12000次的电池技术,其响应速度、高低温性能、电站调频性能都是非常优异的,这是未来可复制的技术,目前正在大力推广。

第二,今年7月底,宁德时代发布了钠离子电池,它在学术界都是非常领先的水平。


上下产业链全面布局



我最后讲讲我们产业链的布局。为了应对TWh时代的到来,最近两年我们整个公司产能的布局加快了很多,目前已经形成了十大生产基地,这可以很好地满足客户需求。今年缺电芯的现状有可能到明年会缓解很多。

另外,我们在电池产业链,从原材料到生产设备,到电芯到电池包,到整体的材料回收,包括一些商业模式的创新,形成了一个完善的产业链的布局。

时间关系,我今天就讲这么多。我希望中国的产业链能够真正的携手,能实现行业共赢,可持续发展,谢谢大家!